武蔵野線
本路線を介して毎日多くの貨物列車が首都圏を縦断して貨物輸送を行っている。線内に越谷・新座・梶ヶ谷の各貨物ターミナルを擁し、東海道本線方面と東北本線方面を結ぶ貨物輸送の大動脈となっている。
府中本町駅で南武線を経て中央本線方面、武蔵浦和駅で越谷方面と東北貨物線大宮方面、南流山駅で越谷方面と常磐線土浦駅方面および隅田川駅の両方面と、西船橋駅で京葉線千葉貨物駅方面とそれぞれ接続されており、全線を通して貨物列車が毎日運転されている。新小平駅で新座方面と中央本線立川駅方面を結ぶ線路にも、北長野駅 - 隅田川駅間で平日1往復の貨物列車が設定されている。
かつては新秋津駅付近から西武線所沢駅の間も貨物列車が運行されていたが、現在は西武鉄道車両の甲種輸送のみ用いられている。過去に最新式の自動化設備を備えた武蔵野操車場が設けられていたが、1984年のヤード集結型貨物輸送の廃止に伴い機能を失い、1986年に正式に廃止された。
武蔵野南線を走る貨物列車
EF210形が牽引する貨物列車(2019年9月2日 西浦和駅)
武蔵野線は複数の長大トンネルが存在するため、開業時に本路線での運行が許容されていた車両は運輸省通達A基準を満たす101系1000番台であった。緊急時に列車側部からトンネル内に脱出するための幅が確保されていることと、後に新製された車両はより厳しいA-A基準を満たしているため、現在では系列を問わず運行が可能である。
武蔵野線に導入された車両は開業時の101系1000番台をはじめ、首都圏の各線区から転属した車両が殆どを占めている。
編成の向きは京葉車両センターを基準にしており、南船橋駅 - 海浜幕張駅間では京葉線列車と一致するが、市川塩浜駅 - 東京駅間では京葉線列車と逆になっている。
鶴見駅 - 新鶴見信号場間は東海道本線支線(品鶴線)複々線区間のうちの貨物線側との重複区間である。この区間には定期列車として特急「湘南」の品鶴線・東海道貨物線を経由する列車と「湘南」の新宿発着の全列車が経由するほか、相模鉄道相鉄新横浜線を経由する相模鉄道本線との直通列車(相鉄・JR直通線)も運転されている。このほか、東海道線川崎駅付近で線路支障などによってダイヤの乱れが生じた際にサンライズエクスプレスや、東海道線・横須賀線・上野東京ライン・湘南新宿ラインの列車が経由することがある。