武蔵野線
2010年12月3日まで、貨物列車用の短絡線を経由して中央本線八王子駅と東北本線大宮駅を直通する快速「むさしの号」が、平日は1日2往復、土休日は1往復、臨時列車扱いながら毎日運転されていた。
2010年12月4日のダイヤ改正で「むさしの号」を定期列車化すると同時に、西船橋駅方面と大宮駅を結ぶ直通列車「しもうさ号」が新設された。車両は各駅停車と同じ209系・E231系が使用されている。
定期列車は、「各駅停車」と「むさしの号」・「しもうさ号」が運行されている。
武蔵野線内のみで運転される列車は少なく、西船橋駅から京葉線に直通する列車が多い。旅客案内上は京葉線の西船橋 - 市川塩浜 - 東京間、西船橋 - 南船橋 - 新習志野 - 海浜幕張間も合わせて武蔵野線と呼ばれる場合が多い。これは京葉線に直通後も同様である。京葉線内での誤乗防止と同時に、10両編成の京葉線と区別して8両編成であることを強調するためである。
日中時間帯は、1時間に6本運行のパターンダイヤになっており、東京駅発着と南船橋駅発着が交互に運行されている。朝夕は新習志野駅・海浜幕張駅発着の系統がある。
夜間滞泊を行うための東所沢駅・南越谷駅発着の列車が朝晩に設定されている。2015年3月16日からは、平日朝に吉川美南発西船橋行き、2018年3月17日からは平日朝に吉川美南発東京行きが運転されている。
日中時間帯の運行本数は、2002年12月1日から2013年3月15日までは1時間あたり平日は5本、土休日は6本と違いがあったが、2013年3月16日の改正で当線内での1時間あたりの運行本数が平日・土曜・休日ともに6本に統一された。
京葉線での事故・トラブルや、大雨・落雷・強風などの輸送障害時は直通を取りやめ、西船橋駅での折り返し運転に変更される。京葉線の経路は海岸沿いでほぼ全線が高架線という特性から、海風に影響されて遅延・運休の発生頻度が多く、京葉線との直通運転を中止する事例が多く発生していたが、2012年10月に京葉線で防風柵の整備が完了したことから、京葉線内の輸送障害と直通運転の中止回数が減少した。
鶴見駅が起点のため、府中本町行きは「上り」列車になり、西船橋方面行きは「下り」列車として運転される。列車番号のアルファベットはE。
むさしの号・しもうさ号(大宮駅 - 武蔵浦和駅間)の列車番号のアルファベットはM。
2022年度の最混雑区間(東浦和 → 南浦和間)の混雑率は148%である。2002年度以前は当該区間の混雑率が210%を越えており、埼玉県内のみならず首都圏の鉄道路線でも屈指の混雑区間であった。2012年度にかけてラッシュ時の増発が行われ、2020年度にかけて全編成が広幅車体に置き換えられたことにより、以前より混雑は緩和されている。輸送人員は2013年度をピークに減少に転じ、2015年度に混雑率が180%を下回った。
東京の外環状線として多数の乗換路線と接続する当路線は短距離利用者が多く、ラッシュ時の混雑区間が多岐にわたる。2001年度の一日平均通過人員は東浦和 - 南浦和間が最も多く、195,270人である。次いで武蔵浦和 - 西浦和間は165,109人、東川口 - 東浦和間は163,355人であり、さいたま市を横断する区間の通過人員が多い。一方で京葉線と直通していることから千葉県区間は郊外路線としての性質も併せ持ち、西船橋 - 船橋法典間は160,313人であるが、埼玉県との県境を跨ぐ南流山 - 三郷間で105,619人まで下がる。南流山 - 南越谷間は全体的に通過人員が少ないが、現在は越谷レイクタウンと吉川美南がこの区間に開業している。多摩地域は西国分寺を境に通過人員が下がり、最も少なくなるのは北府中 - 府中本町間の69,374人である。
以下では、武蔵野線内の駅・信号場、接続路線、所在地などを一覧表として記す。
(貨):貨物専用駅
停車駅 各駅停車:全旅客駅に停車 「むさしの」・「しもうさ」:「むさしの号」・「しもうさ号」参照
接続路線 : 旅客営業区間(府中本町駅 - 西船橋駅間)の東日本旅客鉄道の路線名は、貨物線を除き、運転系統上の名称(正式路線名とは異なる)。駅名が異なる場合は⇒印で駅名を示す。
駅番号は、京葉線東京方面からの通し番号となっている。