山形新幹線車両センター
キハ101形気動車 13両(1 - 13)が配置されている。 左沢線山形 - 左沢間の普通列車で運用されている。ただし、車両センター構内は標準軌車両専用のため、車両は山形駅構内の留置線および左沢線営業所のある寒河江駅構内に常駐している。また給油等の検修施設も両駅構内に設置されている。 1993年(平成5年)12月の新製配置から1999年(平成11年)11月までは新庄運転区(仙シウ)に所属していたが、奥羽線の標準軌化に伴い当時の山形電車区へ所属変更された。そのため2004年の山形車両センターへの区所名変更までは「電車区に気動車が所属」という珍しい現象が起きていた。ところが2019年の再度の区所名変更により、「新幹線車両センターに気動車が所属」という現象が起きている。 全般検査等の大掛かりな検査については、仙台車両センター所属のED75形電気機関車に牽引され仙山線、東北本線を経由して郡山総合車両センターにて実施されている。
電留線 - 9線
臨時修繕線 - 1線
仕業検査線 - 1線
交番検査線 - 1線
融雪線 - 1線
削正線 - 1線
旅客車 - 「幹カタ」...新幹線統括本部を意味する「幹」と山形を意味する「カタ」から構成される。 新幹線統括本部発足までは「仙カタ」となっていた。また、1988年(昭和63年)に山形県内の路線(羽越本線と米坂線萩生駅以西は今も変わっていない)が当時の東北地域本社へ管轄移管される前は秋田鉄道管理局→秋田支社に所属していたため、略号は「秋カタ」となっていた。車両配置は1989年度に一度なくなっていた。
機関車 - 「山」...山形を意味する「山」から構成される。
701系電車(18両) 奥羽本線山形 - 新庄間標準軌化に伴って製造された5500番台2両編成9本(Z1 - Z9編成)が配置されている。全編成がワンマン運転に対応している。 奥羽本線(山形線)米沢 - 新庄間の普通列車で運用されている。
719系電車(24両) 奥羽本線福島 - 山形間標準軌化に伴って製造された5000番台2両編成12本(Y1 - Y12編成)が配置されている。6編成(Y1 - Y6編成)のみワンマン運転に対応している。 奥羽本線(山形線)福島 - 新庄間の普通列車で運用されている。