秋田新幹線
E6系電車7両編成を使用した「こまち」が運転されている。
田沢湖線内は全て単線なので、新幹線列車が普通列車と行き違いのために待ち合わせをすることがある。大曲駅では、田沢湖線と奥羽本線の接続配線の都合によりスイッチバックするため、大曲駅 - 秋田駅間は走行方向が逆となる。なお大曲駅での座席転換は原則行わないことから、大曲駅 - 秋田駅間は進行方向と座席方向が逆向きとなる。
秋田新幹線開業前の奥羽本線は一部複線化されていたが、開業に際して複線区間は上り線を新幹線用の標準軌に改めたため、線路が二つ並ぶ単線並列になっている。このため、普通列車と新幹線が同じ方向に走ることもある。なお、神宮寺駅 - 峰吉川駅間 のみ新幹線同士の行き違いのため狭軌側を三線軌条にしている。
全国花火競技大会(大曲の花火、大仙市)開催時は、大曲駅が始発・終着となる臨時列車が運行されている。なお、在来線区間のみを走る臨時列車は午前0時以降にも設定される。
ミニ新幹線のモデル線区として山形側が選定されたことを受け、同年7月13日、秋田市で開催されていた「県高速交通体系整備促進協議会」の総会の席上、高田景次秋田市長から緊急動議が提出され、同協議会のメンバー構成で、田沢湖線のミニ新幹線化を推進する「秋田・盛岡間在来線高速化早期実現期成同盟会」(会長 佐々木知事)が発足した。以後、期成同盟会がミニ新幹線の実現のため運動母体となった。
1990年8月24日、運輸省は翌年度予算編成において、田沢湖線と奥羽本線のミニ新幹線事業費を概算要求に組み入れることを決定し、これに合わせ同年9月にJR東日本は東北新幹線と田沢湖線の直通運転の技術を検討するチームを発足させた。そして同年12月28日の大臣折衝において運輸省が財源捻出の手段として求めていた鉄道整備基金からの無利子貸付制度の復活が認められたことによって、秋田新幹線は着工の目処が立った。
秋田新幹線開業にかかる事業費は966億円で、内訳は車両に310億円、地上施設の整備に656億円(施設工事費598億円と老朽部取り替え58億円)だった。また事業費は1991年に創設された鉄道整備基金(国)から地元(秋田、岩手県)が対象経費の50 %ずつについて無利子貸付を受け、完成後にJR東日本に施設を譲渡するスキーム(新幹線直通運転化、高規格化等に対する無利子貸付)が適用され、日本鉄道建設公団が整備主体となり工事はJR東日本に委託された。また車両については秋田県とJR東日本が出資して設立された第三セクター「秋田新幹線車両保有(株)」が保有し、JR東日本に貸し付けられる方途が執られた。