日豊本線
DE10形・DD200形:乗務員訓練や保線、団体客車列車の牽引機で利用されるほか、クルーズトレイン『ななつ星 in 九州』の運用に関係した運用も存在する。 DF200形:クルーズトレイン『ななつ星 in 九州』の牽引機として全線を走行する(小倉駅 - 大分駅間は2017年8月22日より営業運転開始)。
鹿児島駅 - 竜ケ水駅間の仙巌園付近(鹿児島県鹿児島市吉野町)に新駅を設置する計画がある。2021年3月31日付で磯新駅設置協議会とJR九州が覚書を交換。2024年度に開業予定。
小倉駅 - 城野駅間は北九州の都市部を通り、城野駅 - 行橋駅間は北九州市近郊の住宅地であり、苅田駅付近で大規模工場地帯を望む。行橋駅以南になると住宅地は少なくなり新田原駅・築城駅・椎田駅・宇島駅周辺に市街地を形成している以外は田園地帯が広がるようになる。また豊前松江駅 - 宇島駅間は車窓から周防灘と豊前発電所周辺の工業団地を臨む。吉富駅 - 中津駅間で山国川を渡り大分県中津市へと入り、中津駅に着く。
キハ185系:特急「九州横断特急」「ゆふ」で運用。 キハ125形(400番台):特急「海幸山幸」で運用。 キハ71系:特急「ゆふいんの森」で運用。 キハ183系1000番台:2017年7月から特急「あそぼーい!」として、豊肥本線直通列車として、大分駅 - 別府駅間で運用。過去には、特急「ゆふDX」として博多から久大本線経由で大分駅 - 別府駅間で、「ゆふいんの森II世」として博多から久大本線経由で大分駅 - 小倉駅間で使用された。
この区間は主に宮崎駅・南宮崎駅で系統が分かれており、延岡駅 - 南宮崎駅 - 宮崎空港駅間と宮崎駅 - 西都城駅間の普通列車は1時間におおむね1本程度(特急も1時間に1本程度、ただし時間帯により2時間近く開く場合もある)運転されている。宮崎都市圏近郊の高鍋駅・日向新富駅 - 宮崎駅 - 田野駅間には区間運転があり、最大で1時間に3本程度運行されている。この区間ではワンマン運転対応の817系・713系電車やキハ47形気動車で運転される。ほとんどの列車が延岡駅 - 南宮崎駅・宮崎空港駅間および宮崎駅・南宮崎駅 - 西都城駅間の系統で運転されているが、早朝・夜間には延岡駅 - 都城駅・西都城駅間を直通運転する列車や鹿児島中央駅発着の列車も運転されている。宮崎駅 - 南宮崎駅間では宮崎空港線・日南線の列車も走行し、宮崎空港線発着の列車は宮崎駅以北にも乗り入れる。また、吉都線・肥薩線に乗り入れる列車(宮崎駅 - 吉松駅 - 隼人駅間1往復)も設定されている。2017年3月4日のダイヤ改正により、2両編成の列車はすべてワンマン化された。
811系:小倉駅 - 中津駅間で運用。朝時間帯に使用される。 813系(主に3000・3100・3400番台):RM編成が小倉駅 - 佐伯駅間で運用。 815系:中津駅 - 重岡駅間で営業運用。宇島駅まで回送で乗り入れる。 817系(0番台・1000番台):VK編成が延岡駅 - 鹿児島駅間で定期運用。VK編成は宮崎空港線直通列車にも使用。 415系:FO編成が小倉駅 - 大分駅間で運用。過去にはFM・FO編成が大分駅 ‐ 佐伯駅間、FK編成が都城駅 - 鹿児島駅間で運用された。 713系:延岡駅 - 南宮崎駅間で運用。宮崎空港線直通列車にも使用。 787系:佐伯駅 - 南延岡駅間、宮崎駅 - 南宮崎駅間(宮崎空港線直通列車)で運用。共に4両編成のみ用いられる。佐伯駅 - 南延岡駅間の運用では先頭1両のみ乗車可能で、ワンマン運転は行わず車掌が乗務する。