西武池袋線
2016年3月26日ダイヤ改正以降、平日池袋駅発8時台の各駅停車小手指駅行きは、西武秩父駅まで延長運転する日もあった(この場合、小手指駅で特急「ちちぶ7号」の通過待ちを行った)が、新型コロナウイルス感染拡大以降は延長運転は設定されなかった。2022年3月12日改正で、当該列車は石神井公園駅行きに短縮された。
2012年6月30日のダイヤ改正ではそれまで平日朝ラッシュの時間帯に運行されていた有楽町線・副都心線直通の練馬高野台駅発着が石神井公園駅発着に延長された一方で、日中の副都心線からの清瀬駅発着が石神井公園駅発着に短縮された。また、この改正では日中の有楽町線直通や西武球場前駅発着の準急が各駅停車へ格下げとなり、日中と平日夕方の練馬駅 - 石神井公園駅間の各駅停車の本数が1時間に10本に増えた。さらに2013年3月16日のダイヤ改正で、平日朝ラッシュ時に石神井公園駅発の池袋駅行きが新設された。一方で、池袋駅 - 保谷駅間の各停は石神井公園駅・所沢駅・小手指駅・飯能駅発着などへ振り分けられたことで減少した。2017年3月25日のダイヤ改正で「S-TRAIN」運転開始に伴い、日中時間帯(15時台)に清瀬駅始発・小手指駅始発の各駅停車池袋駅行きが各1本ずつ復活したほか、一部列車で発着駅変更を行っている。2018年3月10日のダイヤ改正で平日日中の池袋駅 - 狭山線西武球場前駅間に運行されていた列車の大半が西所沢駅 - 西武球場前駅間の狭山線内運行に短縮されたことにより、平日における池袋駅 - 西武球場前駅間の各駅停車の運行は下り2本のみとなった。また土休日ダイヤの日中時間帯で、新木場駅 - 保谷駅間を発着する一部の列車が清瀬駅まで延長されている。2022年3月12日改正で土休日下りの池袋駅発快速が新設されたことに伴い清瀬駅発着が増便された。
池袋線の運転系統は飯能駅を境に池袋駅 - 飯能駅間と西武秩父線を含む飯能駅 - 西武秩父駅間の2つに分かれている。池袋駅 - 西武秩父駅間を直通運転するのは特急「ちちぶ」と土休日のS-TRAINのみである。以下では主に池袋駅 - 飯能駅間について述べる。飯能駅 - 吾野駅間は「西武秩父線」の項も参照のこと。
基本的に速達列車が途中駅から各駅停車となる郊外電車型の停車パターンである。各駅停車は日中1時間あたり1本の池袋駅 - 飯能駅間の列車以外は、基本的に池袋駅 - 豊島線豊島園駅、石神井公園駅、保谷駅、清瀬駅、所沢駅、小手指駅、狭山線西武球場前駅のいずれかの駅との間の運転であるため、小手指駅 - 飯能駅間は急行・快速・準急が各駅停車の役割を果たす。
速達列車であっても下り列車で以遠各駅停車となる区間では、「各駅停車」として案内されている(後述)。
平日朝ラッシュ時は、速達列車の停車駅を千鳥配置にする千鳥停車を採用することで、各列車の混雑を分散するように配慮されている。そのため、多様な停車パターンの多数の列車種別が運転されている。
飯能駅では西武秩父方面の普通電車と池袋駅発着の急行、準急または副都心線直通の快速急行との相互接続が考慮されている。また練馬駅では原則として副都心線・有楽町線直通電車と池袋駅 - 豊島園駅間の普通電車との接続が考慮されている。
小手指駅を出た列車は、複雑な分岐器を越えて、車窓右側に小手指車両基地を眺めながら進む。ここまで来ると、車窓には武蔵野の面影残す雑木林や畑が住宅に混ざって見えてくる。また、天気の良い時には富士山が望めることがある。しばらく直線を走ると、貨物輸送時代の側線を残す狭山ヶ丘駅に着く。この側線は深夜に車両が留置される。なお、同駅構内の飯能駅寄りは急カーブとなっている。
狭山ヶ丘駅を出てもまだしばらくカーブは続き、進路を北にとる。その後再び直線を走り、ほどなく対向式ホームの武蔵藤沢駅に着く。この小手指駅 - 入間市駅間の駅は、対向式ホームが多い。同駅構内は通常のバラスト軌道ではなく、コンクリートの省力化軌道で敷設されている。なお、駅舎改良工事と共に駅前は再開発された。
武蔵藤沢駅を出ると、国道463号線(行政道路)の建武橋の下をくぐり過ぎ、左カーブして進路は北西となる。その後、航空自衛隊入間基地の中を通り抜ける。