東武日光線
特に記載の無い駅は両方向の列車の待避が可能である。
東武動物公園駅(下りのみ)
杉戸高野台駅
南栗橋駅
板倉東洋大前駅
新大平下駅
新栃木駅(上下共用)
東武金崎駅(通過線)
新鹿沼駅(上下共用)
下今市駅(日光線のみ)
かつては、幸手駅(上下共用)・藤岡駅・板荷駅(通過線のみ)・下小代駅(上下共用)に待避線が設けられていたが、幸手駅は杉戸高野台駅および南栗橋駅へ、藤岡駅は板倉東洋大前駅へ待避機能が集約され、板荷駅はホーム延長、下小代駅は使用頻度の減少により撤去された。
かつては東武日光駅で路面電車(日光軌道線)に接続しており、いろは坂の下にある日光軌道線の終点馬返駅では坂上の明智平に至るケーブルカー(日光鋼索鉄道線)、さらに明智平ロープウェイへと接続していたが、路面電車は1968年2月25日、ケーブルカーは1970年4月1日に廃止され、明智平ロープウェイのみが営業している。
国鉄側が1982年に日光線の定期優等列車を廃止した後、1991年のバブル崩壊以降の景気低迷や、円高に伴う海外旅行の一般化などによる観光客の減少もあって、日光・鬼怒川方面への輸送が伸び悩みを見せるようになったため、2006年からはJR東日本との直通運転も開始している(「日光 (列車)#東武との直通運転開始」「けごん#スペーシアの登場と特急の変革」を参照)。
半蔵門線直通運転が開始された後の2006年のダイヤ改正では、伊勢崎線と同様に、日中時間帯に運転されていた浅草発着の準急は半蔵門線に直通する急行に置き換わり、南栗橋駅で系統分割がなされた。また、日中に運転されていた快速は区間快速に格下げされた。朝夕ラッシュ時に運転されていた準急は区間急行に種別変更されて残されたが、2013年のダイヤ改正で早朝と深夜の1本を除いて系統分割された。2017年のダイヤ改正では快速と区間快速が南栗橋駅発着の急行と区間急行への置き換えと前述の1本の分割が行われ、南栗橋駅以北から伊勢崎線に直通する一般列車が廃止された。
私鉄により東京都心と日光を結ぼうという計画は、明治末年頃からあり、東武鉄道と中央鉄道(後の武州鉄道)の2グループが実現を目指した。
このうち、東武鉄道は大正初期の最初の計画では佐野線葛生駅付近より日光への延伸を意図したが、山越えのルートとなるため、杉戸駅(現・東武動物公園駅)より分岐し北上するルートとした経緯がある。一方、中央鉄道は北千住駅から現在の伊勢崎線・日光線とは別ルートとなる鳩ヶ谷・岩槻経由で幸手・栗橋・古河を経て日光へという構想を打ち上げた。
なお、葛生案を断念した後、一時期は大桑(伊勢崎線花崎駅付近)より分岐して北上し、藤岡駅に至るというルート案も立てられた。しかし、これでは人口の少ない地帯を走る状況となるため、かつて日光街道の宿場町であり、人口の多い幸手・栗橋・古河を通過するルートが選ばれたという説もある。
東武鉄道は既設の伊勢崎線から分かれる形とすることで、新線の建設距離を短くできる利点があったのに対し、中央鉄道改め武州鉄道は全線をゼロから建設する必要があった。また、東武は根津嘉一郎率いる根津財閥の中核企業に成長して建設費を確保できたことから、1923年(大正12年)に着工した。一方、武州鉄道は埼玉県綾瀬村(現・蓮田市)から工事に着手し、1924年(大正13年)に蓮田と岩槻の間が開業に漕ぎ着けた。
益子輝男、為国孝敏、中川三朗「戦後における東武鉄道と日光, 鬼怒川地域の観光との関連についての史的考察」『土木史研究』第17巻、土木学会、1997年、495-500頁、doi:10.2208/journalhs1990.17.495。
日中1時間あたりの運行本数は以下のようになっている(2022年3月12日現在)。