桜井線
奈良駅 - 桜井駅間は、京都駅 - 奈良駅間を営業していた奈良鉄道によって、桜井駅 - 高田駅間は湊町駅(現在のJR難波駅) - 奈良駅間などと共に(初代)大阪鉄道によって開業した。両社の路線は関西鉄道に譲渡された後国有化され、のちに現在のJR西日本の路線となっている。
1893年(明治26年)5月23日:大阪鉄道 の王寺駅 - 高田駅間を延伸する形で、高田駅 - 桜井駅間(6M≒9.66 km)が開業。畝傍駅・桜井駅が開業。
1898年(明治31年)5月11日:奈良鉄道により京終駅 - 桜井駅間(10M10C≒16.29 km)が開業。京終駅・帯解駅・櫟本駅・丹波市駅(現在の天理駅)・柳本駅・三輪駅が開業。
1899年(明治32年) 2月11日:奈良駅 - 京終駅間の貨物用仮連絡線が開業。 10月14日:奈良駅 - 京終駅間(1M5C ≒ 1.71 km)が正式に開業し全通。
1900年(明治33年)6月6日:大阪鉄道が関西鉄道に路線を譲渡。
1901年(明治34年)1月25日:高田駅 - 桜井駅間の営業距離が2C(≒0.04 km)延長。
1902年(明治35年)11月12日:営業距離の単位がマイル・チェーンからマイルのみに簡略化(高田駅 - 桜井駅間 6M2C→6.0M、奈良駅 - 桜井駅間 12M15C→12.2M)。
1905年(明治38年)2月7日:奈良鉄道が関西鉄道に路線を譲渡。
1907年(明治40年)10月1日:関西鉄道が国有化。
天理教の祭礼があるときは、天王寺方面からの臨時列車が運転される。主に大和路快速や快速の延長運転の形で設定される。以前は、奈良駅で車両の切り離し・連結を行い、当線内は2両編成から4両編成で運転されていたが、現在では車両の切り離し・連結作業は行っていない。天理行きの列車のダイヤは祭典の開始に間に合わないため利用者が少ない。また帰りの列車は祭典が終わった後に設定されているため一定の利用者がいるが、定期列車にも分散するため混雑するには至っていない。
天理教の祭礼にあわせて、天王寺方面からの臨時列車のほか、日本全国各地から天理駅へ向けて「天理臨」と呼ばれる団体列車が運転され、この時に限り普段地元では見ることのできない車両を見ることができる。しかし、これらの設定は減少傾向にあり、関東からの天理臨は天理発2011年1月26日を最後に運転終了となった。
また、沿線でラジオウォークなどのイベントや、遺跡などが発掘されると、駅員を派遣したり、臨時列車を運転することもある。
普段は物静かな駅が突如として現地説明会に向かう乗客で溢れかえることもあり、1998年1月に柳本駅近くの黒塚古墳で33枚の三角縁神獣鏡が発見されたときは、臨時快速(停車駅:奈良・天理・柳本・三輪・桜井・高田)が13往復運転され、2日間で2万人が押し寄せ、駅や列車はラッシュ並みに混雑したという。また、2009年11月に桜井市の纒向遺跡で、邪馬台国の宮殿だった可能性のある大型建物跡が見つかった時にも臨時列車の運転が行われた。