名鉄三河線
山線区間では5時台、23時台を除き終日15分間隔で運行されている。この区間には駅集中管理システムが導入されており、2001年10月1日改正からワンマン運転が開始された。ワンマン運転開始当初、知立駅・豊田市駅・猿投駅を除く各駅にはホームセンサーと称する赤外線センサー が据え付けられ、列車発車直後の列車接触を検出するようになっていた。このシステムは他のワンマン線区は採用されておらず山線区間にのみ整備されていたが、若林駅高架化事業に伴う仮線移行が2023年(令和5年)3月に実施された際にホームセンサーも廃止されることになり、海線区間や他線区と同様の駅に設置されたカメラおよびモニターによる安全確保に切り替えられている。
梅坪 - 豊田市間には豊田線・名古屋市営地下鉄鶴舞線・犬山線直通列車が運行される。赤池方面からの電車と接続を図るため、知立行きの列車は豊田市駅にて5分から7分ほど停車する。このほか、土橋駅で夜間滞泊する豊田線の運用車両の出庫を兼ねて、土橋発豊田市行きが6時台と7時台に1本ずつ設定されている(休日は5時台と6時台)。
1923年(大正12年) 4月6日 - 重原駅開業。臨時駅。 10月26日 - 梅坪駅開業。
1924年(大正13年)10月31日 - 越戸駅 - 猿投駅間開業。
1926年(大正15年) 2月5日 - 大浜港駅 - 猿投駅間電化。常設駅として新須磨駅(四代)開業。重原駅が常設駅に昇格。 9月1日 - 大浜港駅 - 神谷駅(後の松木島駅)間開業、大浜口支線の哩程を0.1マイル(約160m)短縮。
1927年(昭和2年) 3月25日 - 寺津駅移転。 5月19日 - 依佐美送信所建設の資材輸送の依佐美村大字高須山ノ田までの臨時専用線が開通。送信所建設用専用線 7月11日 - 臨時専用線の運転開始。 7月25日 - 北寺津駅開業。 8月26日 - 猿投駅 - 枝下駅間開業。 9月17日 - 枝下駅 - 三河広瀬駅間開業。 9月30日 - 臨時専用線廃止。 10月25日 - 味浜駅を西一色駅に改称。 11月10日 - 刈谷新駅を移設し刈谷駅に改称、国鉄との共同駅とする。
1928年(昭和3年) 1月22日 - 三河広瀬駅 - 西中金駅間開業。 4月1日 - 若林駅付近でブレーキ故障により冒進した列車が対向列車と正面衝突する事故が発生(日本の鉄道事故 (1949年以前)を参照)。 6月1日 - 愛知電気鉄道が知立駅(初代) - 分岐点信号所(後の知立信号所)間(知立連絡線)開業。 8月25日 - 神谷駅 - 三河吉田駅間が開業。
1935年(昭和10年) - 玉津浦駅の構外側線として大浜臨港線運送専用線開通。
山線の終点は西中金駅であったが、三河鉄道が当初足助まで延伸する計画を立てていた。しかし、世界恐慌の影響や用地買収の難航などが足助付近の建設に支障し、路盤のほとんどの完成を見た時には太平洋戦争の開戦に見舞われた。敷設されるはずだったレールは南方戦線に供出されてしまい、ついに電車が走ることのなかったかつての路盤は現在、細い市道となっている。足助は紅葉の名所として知られる香嵐渓があり、毎年秋のシーズンになると国道153号(飯田街道)が激しい渋滞を起こしている。
また、三河鉄道の子会社である新三河鉄道が取得していた八事(名古屋市) - 挙母間の鉄道敷設免許は、会社の合併によって三河鉄道、名鉄へと引き継がれ、紆余曲折を経て赤池 - 梅坪間の名鉄豊田線として開業した。
休日の同運用は6000系であったが共に車掌が乗務し、車内放送も車掌の肉声によって行われていた。また、この6800系と上記6000系のうちの非ワンマン仕様の2両編成のほとんどは固定セミクロスシートとなっていた。2011年3月26日のダイヤ改正で元のワンマン車両による運用に戻り、定期運用を再び離脱した。
5000系:2008年6月、2009年9月から10月の間、猿投検車区(現・猿投検車支区)へ疎開留置された5000系一部編成による定期運転が週1往復設定されていた。
また、ワンマン化される以前は3500系や、1800系、5700・5300系なども主に本線との直通列車で定期運用があったほか、1990年代半ばまでは7300系や3730系などの旧性能車による定期運用も存在した(こちらの方は晩年は線内運用が主体であった)。このほか、7000系もかつては臨時特急で猿投まで乗り入れた。団体列車のみではあるが、8800系や1000系も乗り入れたことがある。非電化区間が廃止されるまではレールバスキハ20・30形も間合い運用(猿投検車区での給油のため)で電化区間を走っていた。電化区間ではレールバスはワンマン運転をしていなかった。