上田電鉄別所線
古くは急行列車の設定があったほか、1990年(平成2年)3月から1993年(平成5年)3月まで快速列車(途中停車駅:城下駅、上田原駅、下之郷駅、塩田町駅)が運転されていた(いずれも特別料金不要、追い抜きなし)。
現在は全て各駅停車で、日中は1時間あたり1本、朝夕はおおむね1 - 2本の列車がある。土休日・年末年始は朝夕の一部列車が運休する。上田駅 - 別所温泉駅間運転の列車のほか、上田駅 - 下之郷駅間、下之郷駅発別所温泉駅行きの区間列車が設定されている。
地方型ワンマン運転方式を採用。一番前の扉のみ開閉して整理券を取る方式で、運賃箱が車両の乗務員室入口に取り付けられている。定期券・回数券を持っている場合でも整理券を取らなければならない。なお有人駅の上田駅と下之郷駅では終日、全扉が開閉する。また無人駅の城下駅、三好町駅、赤坂上駅、上田原駅では平日6時30分から8時30分の間の上り電車のみ全扉が開閉する。
上田電鉄の経営努力と沿線各団体の支援運動が継続し、一定の効果があったこと、また支援活動自体が公共交通政策の展開の面から評価されたことを受け、2013年3月、国・長野県・上田市は2013年度以降も公的支援を行うことを決定した。2015年度までに上田市から約3億円、また国・長野県から計約1億5400万円の補助金が支給された。上田電鉄はこの資金を元手に引き続き別所線の設備更新・基盤整備・安全対策を進めている。
2013年4月5日・24日に中野駅 - 舞田駅間の遮断機・警報機のない踏切において電車とトラックの接触事故が2件発生したことを受け、2013年4月時点で19箇所存在する遮断機・警報機のない踏切の改修・統廃合や車両通行止め等を行った。2014年9月には一部車両の更新を行った。
2016年3月、上田市と上田電鉄の間で「別所線の運行に関する協定」が更新され、2018年度までに上田市から2億8032万4000円の公的支援が行われる見通しとなった。国や長野県からの補助も継続して受けており、これら公的支援による補助金は引き続き安全対策費用や設備維持管理費、運行経費に当てられ、千曲川橋梁(鉄橋)の改修も行われる予定となっている。
少子高齢化の影響から、上田電鉄移行後も通勤・通学利用の定期旅客については減少しているものの、近年は観光客を中心とした普通乗車券やフリー切符(一日乗車券)・回数券などの定期外利用が増えており、地域と連携し沿線の魅力発信・広報活動を続け観光需要の掘り起こしを行った効果が表れつつある。
2015年には北陸新幹線の金沢駅延伸、善光寺御開帳による別所温泉北向観音への参拝客増加、2016年にはNHK大河ドラマ『真田丸』放送など好材料が相次ぎ、2016年度輸送人員は131万3333人に達した。2012年度から5年連続の増加となり、上田電鉄移行前の2001年度以来15年ぶりに130万人台の輸送人員回復となった。
2017年度輸送人員は対前年度比3万3226人減の128万107人となったものの120万人台の輸送人員は維持。2018年度輸送人員は再び増加に転じ、対前年度比1万8999人増の129万9106人となった。
2019年度輸送人員は、2019年10月13日の令和元年東日本台風による千曲川橋梁崩落被害に伴う上田駅 - 城下駅間の長期運休(「歴史」節を参照)や、2020年初頭からの新型コロナウイルス感染拡大の影響により、対前年度比18万2958人減の111万6148人となった。この輸送人員実績は統計を取り始めて以来最低の数字であり、対前年度比14.1%の大幅減。2021年3月28日の全線運行再開を期に、更なる利用促進に努めるという。
2021年3月28日の千曲川橋梁復旧及び全線運行再開に合わせてダイヤ改正を実施した。平日朝夕の通勤・通学時間帯において、しなの鉄道線や北陸新幹線との接続を改善したほか、新型コロナウイルス感染拡大の影響による利用状況の変化に合わせて運行間隔の変更、昼間時のパターンダイヤ化、土休日ダイヤの設定などを行い、全体の運行本数は台風被害前より減便となった。同年6月17日、開業100周年を迎えた。
1919年(大正8年)11月10日 上田温泉軌道に対し軌道特許状下付(小県郡城下村-同郡青木村間、同郡川辺村-同郡別所村間)。
1920年(大正9年)11月19日 特許権を上田温泉電軌へ譲渡(許可)。
1921年(大正10年) 6月17日 上田温泉電軌が青木線三好町駅(現在の城下駅) - 青木駅間、川西線上田原駅 - 別所駅(現在の別所温泉駅)間を開業。 9月12日頃 三好町駅 - 三好町三丁目駅間に三好町二丁目駅設置(廃止日不明)。
1923年(大正12年) 下之郷駅 - 五加駅(現在の中塩田駅)間の産川駅、八木沢駅 - 別所駅間の天神前駅廃止。
1924年(大正13年) 8月15日 千曲川鉄橋が開通し、青木線の上田駅 - 三好町駅間が開業して全通。国鉄上田駅に乗り入れる。 11月22日 別所駅を信濃別所駅に改称。
1925年(大正14年)1月8日 上田駅 - 三好町駅間に諏訪形駅設置。
1927年(昭和2年)12月 青木線の三好町駅 - 上田原駅間が専用軌道化、変則複線化され三好町駅が城下駅に、三好町三丁目駅が三好町駅に改称。
1929年(昭和4年)3月3日 五加駅を中塩田駅に改称。
1930年(昭和5年)1月19日 信濃別所駅を別所温泉駅に改称。
1932年(昭和7年)9月21日 三好町駅 - 上田原駅間に赤坂上駅設置。
1934年(昭和9年)7月14日 中塩田駅 - 中野駅間に上本郷駅設置。
1938年(昭和13年) 1月1日 諏訪形駅廃止。 7月25日 青木線の上田原駅 - 青木駅間が廃止。三好町駅 - 上田原駅間は単線化。上田駅 - 上田原駅間も川西線となる。
1939年(昭和14年) 3月19日 川西線を軌道法による軌道から地方鉄道法による鉄道に変更。