大糸線
以下はすべて気動車で、電化区間まで乗り入れたことがある。このほか、蒸気機関車・ディーゼル機関車も使用されていた(前節参照)。
キハ51形(普通列車)
キハ52形(普通列車)
キハユニ26形(普通列車として糸魚川駅 - 信濃大町駅間で運用)
キハ55系(普通列車)
キハ58系(急行列車や、末期は普通列車用として使用)
JR西日本に残っていたキハ52形の定期運用は2010年3月13日のダイヤ改正で同社のキハ120形へ置き換えられた。前日まで運行されていた車両は、キハ52形 115、125、156号車の3両である。最後期は全車とも旧国鉄色に塗り替えられて定期運用についていた。115号車は2004年7月にクリーム4号+朱色4号の国鉄一般色に、156号車は2004年12月に朱色5号の首都圏色に、最後まで白地に緑のストライプの旧越美北線色で残っていた125号は2006年11月に青3号+黄かっ色2号の鉄道省色に変更され、同年12月2日から大糸線で運行していた。キハ52形3両のうち115号車はほかの2両とともに2010年3月20日から22日まで最後の3両編成運転を行った後、岡山支社で保存された。