名鉄キハ8500系気動車
キハ8500系は須ヶ口駅近くの新川検車区に配置され、1991年(平成3年)3月16日のダイヤ改正で営業運行を開始した。このダイヤ改正からは、多客期にはJR東海の特急「ひだ」との連結も開始され、美濃太田駅から高山駅まではキハ85系と連結を行った。なお、「北アルプス」と連結する「ひだ」は臨時列車として設定されており、当初は「北アルプス」と「ひだ」の連結時には、上下列車とも先頭にキハ85系が連結されるようになっていた。
神宮前駅、新名古屋駅とも折り返し設備などがなく、かつ列車密度が高い区間であるため、運用時には神宮前駅の下り「北アルプス」発車時刻(11時37分)より2時間44分ほど前に出庫し、まず津島線の甚目寺駅まで回送して給油し、鳴海駅へ回送して時間調整を行った後、神宮前駅へ回送されて「北アルプス」の運用に入っていた。上り列車も神宮前駅への到着後は、いったん鳴海駅へ回送してから入庫していた。
同年5月からは、電車並みの高加速性能を生かして過密ダイヤの名鉄線内でも運用可能と判断され、平日朝ラッシュ時と夜間の特急にもキハ8500系が運用されるようになった。