釜石線
花巻 - 仙人峠(1950年廃止)間は、岩手軽便鉄道が軌間 762 mm の軽便鉄道として敷設したもので、1913年(大正2年)から1915年(大正4年)にかけて全通した。この間、終点側で部分開業していたことから、花巻 - 岩根橋間の西線と柏木平 - 仙人峠間の東線に分かれて運営を行っていた時期がある。この岩手軽便鉄道時代の西線と東線は、国有化後の路線ではすべて釜石西線側に含まれている。
仙人峠 - 大橋間は距離約4 km に対して標高差が 300 m あり、この間に仙人峠を越えなければならず、建設費の負担に耐えられないことから、鉄道の敷設を断念した。代わりに全長3.6 kmの索道(ロープウェイ)により貨物・郵便を輸送することとし、旅客は同区間約5.5 kmの山道を徒歩連絡とされた。1927年(昭和2年)には、ようやく鉄道敷設法別表第8号の2に「岩手県花巻ヨリ遠野ヲ経テ釜石ニ至ル鉄道」が追加され、1929年(昭和4年)には現在の釜石線となる路線の着工が決定した。1936年(昭和11年)に岩手軽便鉄道は政府によって買収、国有化され、鉄道省の釜石線となった。この時に索道も買収され、国鉄史上唯一の索道営業が行われることになった。1944年(昭和19年)、釜石東線の開業により釜石西線(かまいしさいせん)に改称する。
足ケ瀬駅 - 仙人峠駅 (3.9 km)
このほか、当線には様々な列車が臨時に運行される。その代表的な列車が2014年4月12日から運行を開始した蒸気機関車C58 239牽引による列車「SL銀河」である。前身は、1989年から2001年にかけて毎年運行された蒸気機関車によるイベント列車「SL銀河ドリーム号」で、路線愛称である「銀河ドリームライン釜石線」と、「銀河鉄道の夜」にちなんだもの。2001年で一旦運行は打ち切りとなったが、その後も2004年、2012年と運行された。2014年度より、専用の蒸気機関車となるC58 239を新たに動態復元し、「SL銀河」として週末を中心に定期運行が行われたが、客車の老朽化により、2023年6月11日を最後に運行を終了した。
また、当線を管理する盛岡支社は、宮沢賢治の名前にちなんだジョイフルトレイン「Kenji」を所有していた。この列車も、時折入線し、イベント運行を行っていた。
2020年12月から冬の2泊3日コースで周遊型寝台列車「TRAIN SUITE 四季島」が花巻駅 - 遠野駅間に乗り入れている。専用バスで乗客が遠野市に入り観光をしている間、車両は遠野駅まで回送。客乗せ後、折り返し花巻経由で次の目的地に向かう。なお、途中駅の有効長の関係などから花巻駅 - 遠野駅間は全駅通過、ノンストップで走行する。