飯田線
豊橋駅 - 豊川駅間の複線区間のうち、豊橋駅 - 平井信号場間は名古屋鉄道(名鉄)名古屋本線と共用しており、JR東海が所有する下り線を飯田線と名鉄名古屋本線の下り列車(中部天竜・名鉄岐阜方面行)が通り、名鉄が所有する上り線を同名古屋本線と飯田線の上り列車(豊橋方面行)が通る。これは、1927年6月に愛知電気鉄道(名鉄名古屋本線の前身)の豊橋延長に際し、豊川鉄道(飯田線大海駅以南の前身)と線路共用を行う協定が結ばれ、これが現在にまで踏襲されているものである。この区間にある船町駅と下地駅には名鉄の列車は停車しない。
共用区間の運行管理は上下線ともJR東海が行っており、基本的に飯田線列車の運行が優先される。共用区間の名鉄の列車は1時間に最大6本に制限されている。制限速度も85 km/h以下に抑えられ、遅延が長引くと入線できず、伊奈駅以西で折り返すことがある。また名鉄のミュージックホーンは使用されない。
平井信号場。豊橋駅からここまでは名鉄と路線を共用。
船町駅を通過する名鉄列車
)、1968年以降は全車クリーム1号と青15号の「スカ色」の順だった(1978年転入の80系300番台のみ例外で「湘南色」のまま運用された)。
電車 30系 31系 32系 40系 42系 50系 51系 52系(流電) 62系(初代) 70系 80系 -1971年から1978年まで、サハ87001がスカ色で流電の中間車として在籍。クモニ83形100番台(転入直後はクモユニ81形)は1968年から1983年の在籍期間を通してスカ色。1978年から1983年まで湘南色の300番台を運用。また1972年までは準急、急行として乗り入れる。 115系 - 2014年まで運用。 119系 - 大垣車両区所属(E,R,M編成)1983年から2012年まで運用。 145系・147系 153系 - 165系サハ代用。 165系・169系 - 1998年まで運用。 311系 - 臨時列車のみ。 381系 - 臨時列車のみ。 117系 - 大垣車両区所属(S編成)。臨時列車のみ。 313系8000番台 - 静岡車両区所属(S編成)。臨時列車のみ。2018年9月30日・10月6日の臨時快速「未来クリエイター☆信長号」で「名古屋おもてなし武将隊」ラッピング車両を使用。
天竜川水系は、水量が豊富でなおかつ急流であるというダム建設に適した河川系であったために、戦前から数多くのダムが造られていた。戦後の経済復興にあわせた電力供給の拡充は経済発展の礎となるためにも急務とされ、その一環として、天竜川水系のうちダム建設に適した地形であった磐田郡佐久間町(現在の浜松市天竜区佐久間町)に発電用大型ダムの佐久間ダムが建設されることとなった。
佐久間ダムは、当時日本で最大規模の堤体と発電量を持つ巨大ダムであり、そのダムによって生成された人造湖(佐久間湖)は上流の泰阜発電所付近に至る全長33 kmにもなり、当時天竜川左岸を走っていた飯田線の佐久間駅 - 大嵐駅間約18 kmの部分がダム湖に水没するため、ダム建設に伴う補償としてこの水没区間の路線変更が行われた。
宇連川・天竜川沿いの小町村・小集落を縫って走る。列車は豊橋方面との直通が多いが、一部は豊橋駅 - 中部天竜駅または水窪駅間および飯田駅・天竜峡駅 - 平岡駅間の区間運転となり、おおむね朝夕1時間1本、日中は2 - 3時間程度運転間隔が開く。愛知・静岡・長野の3県にまたがる区間で沿線人口も少ないため、この区間を通しで普通列車に乗車する利用者は少ない。2012年3月17日のダイヤ改正から本長篠駅 - 中部天竜駅間の一部列車でワンマン運転が行われているが、中部天竜駅 - 天竜峡駅間では全列車に車掌が乗務している。城西駅 - 向市場駅間には、川の対岸に渡らず戻ってくる通称S字橋こと第六水窪川橋梁がある。水窪駅 - 天竜峡駅間には秘境駅と呼ばれる駅もいくつか存在する。
かつて1987年から2006年まで、行楽シーズンに豊橋駅 - 中部天竜駅間でトロッコ列車「トロッコファミリー号」が運転されていた。その後も2009年春から中部天竜駅前にあった佐久間レールパークの閉園まで、同区間で臨時快速列車「佐久間レールパーク号」が運転されていたが、こちらは名古屋駅からの東海道本線直通列車であった(ただし、2009年11月1日運転の「佐久間レールパークフィナーレ号」は豊橋駅 - 中部天竜駅間のみの運転)。