高崎線
熊谷駅を出ると、上越新幹線の高架および秩父鉄道としばらく並行する。タイミングが合えば、秩父鉄道のSL列車「SLパレオエクスプレス」を間近で見ることができる。高崎線と秩父鉄道の間に存在する、使われていない線路は東武熊谷線跡である。その後、高崎線は北側にカーブを切って両線から分かれる。田園地帯をしばらく北西に進むと熊谷貨物ターミナル駅を過ぎる。貨物ターミナルでは、本線の下り線のみ、貨物ターミナルをオーバークロスして越えた後、貨物専用線の秩父鉄道三ヶ尻線と並行し、ほどなく三ヶ尻線が分かれていき、分岐した側に回送線が延びて籠原駅に着く。一部の列車は、この駅で高崎寄り5両を増解結する。籠原駅を出ると、高崎車両センター籠原派出所・籠原運輸区が広がり、多くの車両が待機している。しばらく、住宅街と工業地の合間を抜けて唐沢川を渡り深谷駅に着く。深谷市は東京駅に使われたレンガを製造した地で、それにちなみ、現在の深谷駅舎は東京駅をモチーフにしたデザインとなっている。また、全国にその名を知られた深谷ねぎで著名な土地でもあり、深谷・大里地区はねぎ生産高全国第2位の埼玉県きってのねぎ生産地である。
大宮を出発すると大宮総合車両センターを挟んだ西側を東北新幹線・上越新幹線・ニューシャトルの高架が並行する。大宮駅構内では東北本線(宇都宮線)が北北東に向けてカーブするのに沿って北向きに進むが、その下り線築堤の下に潜って東北本線線路と分かれると進路を北北西に修正する。なお、湘南新宿ライン等、東北貨物線・武蔵野線大宮支線からの下り直通列車は、はじめ東北本線下り線用の築堤上の東大宮操車場への回送線と共用する線路を進み、途中で分岐して北北西に進路を取り、築堤を下り高崎線本線に合流する。現在は大宮駅が起点の高崎線であるが、東京駅を起点とする本線である東北本線が高崎線から分岐しているかのような線形になっており、これは当初日本鉄道が現在の東北本線大宮駅以南と高崎線に当たる路線を上野駅起点として建設し、第2期線として大宮駅から分岐して現在の東北本線大宮駅以北が建設された歴史を示すものである(その後、(東京 - )上野 - 大宮駅間は東北本線と制定される。「#歴史」節を参照)。間もなく左手より、大宮駅地下ホームの川越線が地上に出てきて、並行しながら、鉄道博物館の東側を通過する。その後、すぐに新幹線・ニューシャトル及び国道17号の高架が高崎線を跨いで東側に緩くカーブしながら離れていく。ちなみに、大宮駅から高架の手前まで湘南新宿ラインなどの下り線路のさらに西側(大宮総合車両センター隣接)にもう一本線路が並行し、下り線路が合流した後もしばらく高崎線が複単線のように見える状態で並行して、高架の手前で川越線に合流している。これは、川越線が埼京線開業前に大宮駅地上11・12番線を使用していた際の旧線路である。
開業時の開設駅は上野駅、王子駅、浦和駅、上尾駅、鴻巣駅、熊谷駅で、現在は中距離列車の停車しない王子駅も含まれていた一方、現在の起点である大宮駅はまだなかった。
翌1884年(明治17年)に高崎駅、前橋駅まで延長され、全通した。高崎まで開通した同年6月25日には、明治天皇臨席のもと上野駅で開通式が行われ、この際に明治天皇は上野 - 高崎間を往復乗車した。1885年(明治18年)に第2期線(後の東北本線)の分岐駅として、浦和 - 上尾間に大宮駅が開設された。また、同年には赤羽(王子 - 浦和間)から官営鉄道の品川を結ぶ路線(現在の山手線・埼京線)が開業し、群馬と横浜を結ぶ当初の計画が実現した。
現在も上野駅を列車運行上の起点とし、さらに現在では別路線の両毛線の駅となっている前橋駅への直通列車も設定されているのは、当時の起終着駅に由来するが、開業時の前橋駅は利根川の西岸、現在の新前橋駅付近にあった。この駅は、地元で内藤分停車場あるいは内藤ステーションと呼ばれていた(詳しくは「前橋駅」および「両毛線」の項を参照)。小山から両毛鉄道が西進し、現在の前橋駅まで開業すると同時に、日本鉄道も利根川を渡る線路を敷設して現在の前橋駅まで延伸開業し、旧前橋駅は廃止された(現在の新前橋駅は上越南線との分岐駅として1921年(大正10年)に開業した)。
湘南新宿ラインは東北貨物線・山手貨物線新宿駅経由で東海道線に直通する列車である。快速と特別快速の2つの種別がある。211系の高崎線からの運用終了に先駆けて、2004年10月16日のダイヤ改正よりE231系のみとなり、2015年3月14日のダイヤ改正からはE231系に加えてE233系でも運行されている。
さいたま新都心駅は貨物線上に旅客ホームがないため全列車大宮操車場構内を通過となる。長年通過していた浦和駅は2013年3月16日から東北貨物線ホーム完成に伴い停車を開始した。
また、横須賀線が停車する西大井駅・新川崎駅・保土ケ谷駅・東戸塚駅などを経由するが、定期列車としてこの4駅に停車する列車は設定されていない。
2004年10月16日改正まではこの前身である東北貨物線経由の池袋駅・新宿駅発着の普通列車(浦和駅・さいたま新都心駅通過)が設定されていた。
1994年頃より、各駅で五感工房製の発車メロディーが導入された。また、一部の駅では、テイチク製の発車メロディーの導入や変更、さらにはご当地にちなんだ発車メロディーへの変更例も多くみられる。
ご当地にちなんだ発車メロディーは以下の駅で導入されている。
いずれの曲も、全番線同じアレンジとなっている。
電車 211系(3ドア車) 基本編成(C編成・10両)と付属編成(A編成またはB編成・5両)があり、基本編成の4・5号車にはグリーン車(基本C編成17本中12本が2階建て+平屋建て)が連結されていた。基本編成単独の10両編成での運用のほか、籠原以南では基本編成の前橋方に付属編成を連結した15両編成でも運用された。なお、基本編成と付属編成の間の貫通路は閉鎖されており、行き来することができなかった。 高崎線では上野発着の普通列車・快速「アーバン」・通勤快速で運用されていた。なお、付属編成については原則として上野 - 籠原間のみの運用で、籠原 - 高崎間については回送列車のみで乗り入れた。かつては上野発着の高崎線における主力車両で、湘南新宿ライン(東海道線‐高崎線系統)でも2001年12月1日の運行開始から2004年10月16日改正まで使用されていた。 2006年7月改正までは5両単位で編成が組まれていて、これを複数連結することで10両または15両編成として運用され、基本編成・付属編成の区別はなかった。貫通路は増結後開放され、各編成間を行き来できるようになっていた。2005年からはA編成を組み直し、4・5号車に東海道線の211系や113系から余剰となったグリーン車2両を連結し、10両の基本編成に固定する作業が順次行われた。