石北本線
毎年秋から翌年春にかけて、沿線で収穫された農産物輸送用として臨時貨物列車(通称玉ねぎ列車)が北見駅 - 新旭川駅間に運行されている(新旭川駅より宗谷本線に乗り入れ北旭川駅まで運行)。牽引機関車はDF200形ディーゼル機関車。かつては重連牽引だったが、途中遠軽・新旭川両駅で2度進行方向が変わるため、遠軽・新旭川両駅で機回し(機関車を後方から先頭部へ付け替えること)が必要だった。現在はその手間の解消と、途中の北見峠と常紋峠の急勾配対策のため、コンテナ車の前後に機関車を連結する「プッシュプル方式」に改められている。かつては1日3往復運転されていたが、機関車の老朽化などの問題により2010年(平成22年)度より2往復に減便され、2011年(平成23年)度からは1往復体制となっている。また、2012年(平成24年)春をもって当列車を廃止にすることがJR貨物で検討されていたが、2014年(平成26年)まで存続させることが発表され、2014年(平成26年)3月には収支改善を条件に2014年(平成26年)度以降も運行を継続することがオホーツク圏活性化期成会に通知されている。牽引機関車は2013年(平成25年)度までDD51形ディーゼル機関車が使用されていた。2020年(令和2年)現在も運行は11両編成で1日1往復が設定されている。輸送品目、輸送量はタマネギのほかジャガイモ、砂糖など前年度と約6万トンが見込まれている。
2016年(平成28年)8月23日より台風9号および台風10号の被災により、道東地区の貨物列車の代行として、北旭川駅 - 北見駅でのトラック輸送も成された。路線復旧により同年10月1日より運行再開となった。
1934年(昭和9年)2月5日:上相ノ内駅を相ノ内駅、相ノ内駅を東相ノ内駅にそれぞれ改称。
1942年(昭和17年)10月1日:野付牛駅を北見駅に改称。
1946年(昭和21年) 3月1日:下生田原駅を安国駅、上生田原駅を生田原駅にそれぞれ改称。 7月:美野仮乗降場を新設。 12月1日:野上・生野の各仮乗降場を新設。
1947年(昭和22年)2月11日:旧白滝・旭野の各仮乗降場を新設。
1948年(昭和23年)11月1日:鳥ノ沢仮乗降場を新設。
1949年(昭和24年)6月1日:日本国有鉄道法施行に伴い、日本国有鉄道(国鉄)に移管。
1950年(昭和25年) 1月15日:旭野仮乗降場を西女満別駅に変更・改称。 10月1日:函館駅 - 網走駅間に準急列車1往復新設。 11月1日:下相ノ内仮乗降場を新設。
1951年(昭和26年)7月20日:奔無加駅を金華駅に改称。
1955年(昭和30年)8月20日:留辺蘂駅 - 北見駅間で気動車(レールバス)が運行開始。
1956年(昭和31年) 11月1日:伊奈牛仮乗降場を新設。 この年以降(時期不詳):美野仮乗降場を廃止。
1957年(昭和32年)12月1日:柏陽仮乗降場を新設。
1959年(昭和34年)9月22日:旭川駅 - 網走駅間に準急「オホーツク」を新設。
1960年(昭和35年)5月2日:北日ノ出・将軍山・愛山・東雲の各仮乗降場を新設。
1961年(昭和36年) 4月1日:石北線と網走本線の北見駅 - 網走駅間および網走駅 - (貨)浜網走駅間(貨物支線)を統合し、新旭川駅 - 網走駅間 (234.0km)、貨物支線 (0.8km) を石北本線に改称。 10月1日:函館駅 - 網走駅間に急行「オホーツク」を新設。
1964年(昭和39年)10月1日:函館駅 - 網走駅間に特急「おおとり」を新設。
1967年(昭和42年) 10月1日:下相ノ内仮乗降場を廃止。 11月15日:野上仮乗降場を新栄野仮乗降場に改称。
1969年(昭和44年)11月1日:網走駅 - 浜網走駅間(貨物支線)を改キロ(0.8km→1.3km)。
1971年(昭和46年) 7月1日:鳥ノ沢仮乗降場を廃止。 12月24日:全国最後の蒸気機関車牽引の急行「大雪6号」が、ディーゼル機関車牽引による運行に変更。
1972年(昭和47年)10月2日:札幌駅 - 網走駅間に特急「オホーツク」を新設。
1975年(昭和50年) 5月31日:北見駅 - 網走駅間で「SLさよなら列車」を運行(C58 418牽引)。 12月25日:上越駅を信号場(仮乗降場)に変更(のち仮乗降場扱いも停止)。
14系:急行「大雪」・特急「オホーツク9・10号」のB寝台に使用。
50系51形:旭川 - 網走間の普通列車に使用。
43系:急行「大雪」・旭川 - 網走間の普通列車に使用。