瀬戸大橋線
休日を中心に瀬戸大橋アンパンマントロッコが岡山駅 - 高松駅間、岡山駅 - 土讃線琴平駅間で各1往復運転されている。
2016年7月1日からはそれまで岡山駅 - 宇野線宇野駅間で運転されていたLa Malle de Bois(ラ・マル・ド・ボァ)が、あらたに岡山駅 - 高松駅間でも運転されることとなり、列車名「ラ・マルせとうち」として週1本運転されていた。2017年春から岡山駅 - 琴平駅間に「ラ・マルことひら」も設定され、同年秋からは岡山駅 - 高松駅間の「ラ・マルせとうち」に代わり、岡山駅 - 琴平駅間で「ラ・マルことひら」が祝日に運転されている。
アンパンマントロッコ
ラ・マル・ド・ボァ
1988年(昭和63年)3月20日、瀬戸大橋博覧会開催により茶屋町駅 - 児島駅間が暫定開業した。そして同年4月10日に全面開業し、従来運航されていた宇高連絡船に代わって本州と四国を結ぶ幹線鉄道として機能している。
岡山駅で山陽新幹線に連絡し、同駅と四国各地を結ぶ特急列車が多数運行されているほか、首都圏と四国を結ぶ寝台列車「サンライズ瀬戸」も運行されている。優等列車以外では岡山 - 高松間の快速「マリンライナー」の設定もある。また日本貨物鉄道(JR貨物)による貨物列車の運行も行われている。
全区間が直流電化されている。ただし、岡山県の宇野線区間には一部単線の区間があり、これが列車増発や所要時間短縮のボトルネックとなっている。そのため、瀬戸大橋線の輸送改善のため宇野線内で部分複線化および、高速化が行われている。だが開通後に、瀬戸大橋の桁下の島民から、列車通過時の騒音公害を提起され社会問題となったため、環境影響評価書の80ホンを超えないよう、減速運転をすることで決着した。なお香川県は1990年度より2年間をかけ、岡山駅 - 高松駅間のミニ新幹線化につき調査を実施したが、瀬戸大橋を中心に建設費が1,600億から1,800億円かかり、収支が楽観できないという結果が出たため、断念している。
全線がIC乗車カード「ICOCA」および「SHIKOKU ICOCA」のエリアに含まれている。