福塩線
この区間のすべての列車が塩町駅を越えて芸備線三次駅まで乗り入れている。運転本数は朝夕に府中駅 - 三次駅間が5往復と吉舎駅 - 三次駅間が1往復の計6往復で府中駅 - 吉舎駅間では8時間以上、吉舎駅 - 三次駅間では7時間以上運転のない時間帯がある。以前は日中の1往復は奇数月の第3水曜日に運休しバス代行運転を行っていたが、2012年3月17日のダイヤ改正でこの時間帯に列車の設定そのものが沿線高校などのテスト日程に合わせた指定日運行化されている。ワンマン運転を行っている。
以前は平日朝に河佐駅折り返しの区間運行があった。また、上りの最終列車として三次発21時台に上下行きの列車があったが、2002年3月23日のダイヤ改正ですべて廃止された。1987年4月1日時点では、始発列車として上下発の三次行きと府中行き、最終列車として府中発と三次発の上下行きの区間列車が設定されていた。
また、2017年3月改正時点で上りの6本のうち2本が芸備線からの直通で広島発府中行きとして運転されていたが、2019年10月23日の平成30年7月豪雨からの芸備線全線復旧時のダイヤでは一旦直通を取りやめ三次始発となり、2019年11月20日時点のダイヤでは直通が再開された。その後、2021年10月2日のダイヤ改正で系統が分断され、広島駅からの直通列車が再度消滅している。
2021年3月13日のダイヤ改正では上下最終列車の時刻が従来より30分ほど繰り上げられ、特に上り列車では府中駅での福山方面との接続待ちが大きく改善された。
トイレは、2007年より全列車に設置されている。
福山駅:鞆鉄道線 - 1954年3月1日廃止
神辺駅:井笠鉄道神辺線 - 1967年3月31日廃止
軽便用御料車 ... 1930年に運転されたお召し列車で使用された。 11号形電気機関車 1号形蒸気機関車 6号形蒸気機関車 9号形蒸気機関車