鹿児島本線
2020年3月14日のダイヤ改正まで12両編成(415系)の列車が存在していた。2009年(平成21年)3月14日のダイヤ改正で811系・813系の日豊本線においての運用が増加した関係で昼間での415系の運用が増加している。415系の運用は普通列車が中心で、快速列車の大半は813系・811系による運転である(415系で運転される快速列車は朝夕時間帯の一部列車のみ)。2022年(令和4年)9月23日のダイヤ改正で415系の運用は大幅に減少した。
長崎本線・久大本線への特急列車も走る博多駅 - 鳥栖駅間は特急列車が1時間あたり最大4本運転されており、その合間を縫って快速・普通列車が運転される。この区間は2011年3月12日までは、1時間あたりの特急列車の本数は、普通列車の本数の倍もあり、待避専用の太宰府信号場まで設置されたが、九州新幹線全線開業後は、熊本方面の特急列車の大半が新幹線へ移行したため、特急列車の本数も減少し、ここでの通過待ちも減少した。なお、2011年3月からは、長崎方面の特急列車である「かもめ」には787系が投入され、博多駅 - 佐賀駅間は1時間あたり1本増便された。
2018年3月17日ダイヤ改正で門司港駅 - 荒尾駅間を直通運転する快速列車は大幅に減便された。日中の列車は区間快速列車が主体となり、小倉・博多方面からの快速・区間快速は最長で羽犬塚駅止まり(快速運転区間は最長で久留米駅まで)となった。
その特性上、この区間で事故やトラブルが発生した場合は、特急が乗り入れる先の各地の路線や、福北ゆたか線など影響が広域に波及しやすい。
同時に左手からは、日本製鉄(旧新日本製鐵→新日鐵住金)八幡製鉄所鉱滓鉄道(くろがね線)が接近し、旅客線の左手を並走し、この区間は北九州高速5号線も貨物線のさらに右手を並走する。まもなく、左手には2018年1月1日に閉園したスペースワールド跡が見える。この正面ゲート付近を通過すると、くろがね線は鹿児島本線を潜り、右手に分かれる。スペースワールド跡をわずかに通過すると、スペースワールド駅に到着する。駅名の通り、スペースワールドの最寄りだった駅である。同駅が開業するまでは、枝光駅が最寄り駅とされてきていた。駅周辺は、日本製鉄八幡製鉄所の遊休地を利用した再開発地域であるため、幅の広い道路がある、区画の整った地域であり、電線が埋設されたりするなど近代的な街並みを形成している。駅ホームではスペースワールドの営業時間内に限り、スペースワールドの音楽が流されていた。
スペースワールド駅を発車すると、右手を走っていた北九州高速5号線が大きく左に曲線を描き、鹿児島本線を乗り越える。再び地上に下り左手より国道3号が並走し始めると、八幡駅に到着する。2008年(平成20年)に新駅ビルがグランドオープンするなど、駅舎は新しくなった。駅の北側は日本製鉄八幡製鉄所の遊休地を利用した再開発が行われている。
八幡駅を発車すると、八幡西区に入り、福岡県道273号築地汐入線がアンダーパスになっている箇所を過ぎると、黒崎駅に到着する。同駅には筑豊電鉄線が乗り入れている。ただし、筑豊電鉄の駅名は「黒崎駅前駅」である。また、福北ゆたか線は同駅より鹿児島本線とは別系統として運転する(福北ゆたか線は同駅より小倉方面は鹿児島本線に直通している)。
黒崎駅を発車すると、福北ゆたか線・筑豊電鉄線と並走する。まもなく、左手の筑豊電鉄西黒崎駅を通過する。
なお、現在、イオン下大利店は閉店して、再開発を行っている。同駅左手(北側)には南福岡自動車学校があるが、その敷地東側から本線を挟んで右手南西側に伸びているのが特別史跡「水城」である。これが大野城市と太宰府市の市境になっており、その後九州自動車道の高架下を通過すると太宰府信号場がある。同信号場は本線に加えて、列車の待避及び追い抜きを可能とするためさらに2線計4線が設けられている。同信号場通過後は九州自動車道との間隔が乖離し、太宰府市大佐野で福岡県道505号を乗り越した後は、太宰府、筑紫野両市の境界が入り組んだ地域を通過し都府楼南駅へ到着する。都府楼南駅を出発すると福岡県道112号(旧国道3号)とその間隔を縮めて並走する。同県道の市役所入口交差点のすぐ西側で福岡県道7号をまたぐ跨道橋を渡ると程なく二日市駅に到着する。
二日市駅を出発すると、直線の左手には筑紫税務署、右手には日本たばこ産業九州工場や筑紫野警察署などがあり、福岡県道31号をまたぐと天拝山駅に到着する。同駅は西側のイオンモール筑紫野を利用する乗降客も多い。この付近では旧国道3号を間に挟み、西鉄天神大牟田線とおおむね300mほどの間隔を保って並走するが、筑紫野市永岡以南はその間隔が離れていく。また、同付近で右にわずかにカーブし、以降はしばらくの区間において国道3号(筑紫野バイパス)、福岡県道・佐賀県道17号と並走する。
1908年(明治41年) 6月1日:八代駅 - 人吉駅間が開業。八代線を人吉線と改称。八代駅が移転。これまでの八代駅は球磨川駅と改称し貨物駅になる。 7月1日:小倉駅 - 戸畑駅 - 黒崎駅間が複線化され人吉線に編入。小倉駅 - 大蔵駅 - 黒崎駅間は大蔵線となる。
1909年(明治42年) 10月12日:国有鉄道線路名称制定。門司駅※ - 人吉駅間を人吉本線とする。 11月:遠賀川駅 - 赤間駅間を城山トンネル経由に切り換え、峠越えの旧線および城山信号所を廃止。この区間の複線化が予定されていたためトンネルは当時の複線規格で作られた。その後城山峠以南の旧線用地は国道3号(当時は2号)建設用地に転用される。 11月21日:人吉駅 - 吉松駅間が開業。門司駅※ - 人吉駅 - 鹿児島駅間が鹿児島本線となる。
1910年(明治43年) 2月6日:海老津駅が開業。 4月20日:荒木駅開業。 11月3日:遠賀川駅 - 赤間駅間が複線化。
1911年(明治44年) 4月4日:黒崎駅 - 折尾駅間が複線化。 5月15日:大里駅 - 小倉駅間に赤坂仮乗降場が開業。 5月17日:吉塚駅 - 博多駅間が複線化。篠栗線用の単線を転用。
1912年(大正元年) 9月1日:大里駅 - 小倉駅間の赤坂仮乗降場が廃止。 11月1日:萬田駅(現在の荒尾駅)が開業。 11月4日:小倉駅 - 戸畑駅間(現在の西小倉駅 - 浜小倉駅間の地点)に板櫃川仮信号所が開設。 11月21日:小倉駅 - 戸畑駅間の板櫃川仮信号所が廃止。
1913年(大正2年) 4月1日:東郷駅が開業。 9月21日:竹下駅・水城駅が開業。
トンネルを出て左に曲がると、間もなく植木駅に到着する。植木駅は植木町の中心からは離れているが、熊本市内であり、利用客は少なくない。
植木駅を出るとゆうかファミリーロードに沿って走る区間に入る。ゆうかファミリーロードは植木駅以北で山鹿温泉鉄道の路線跡が利用されている。右に大きく曲がって、曲線を繰り返しながら熊本県道31号熊本田原坂線を潜り、熊本保健科学大学を右手に見たところで西里駅に到着する。県道31号と並行しながら井芹川を渡り、崇城大学薬学部・芸術学部校舎を左手に見て再び井芹川を渡ると、崇城大学前駅に到着する。左手には県道31号を挟んで崇城大学池田キャンパスへと向かう斜行エレベータが設置されていて、車内からも見ることができる。崇城大学前駅を出るあたりから熊本市の市街地に入り、高架線に入る。しばらくは県道31号と並行、また右手から九州新幹線の高架橋が徐々に近づいてきて、高架化された上熊本駅に到着する。上熊本駅は熊本市電や熊本電鉄の乗換駅で、特に玉名方面から熊本市中心部に向かう客の降車が多い。
上熊本駅を出ると、上熊本の旧駅舎を移築した熊本市電上熊本電停や、熊本市電の車両基地を左手に見る。熊本城の西側を通過し、左手に坪井川、右手に北岡自然公園の森をみると間もなく熊本駅に到着する。
門司港駅 - 八代駅間は九州鉄道により開業した。九州初の鉄道として博多駅 - 千歳川仮駅(筑後川北岸)間が1889年(明治22年)に開業し順次東と南へ延伸され1896年(明治29年)に八代駅に達した。
八代駅 - 鹿児島駅間は、当初国防上の理由もあり最短経路である人吉経由の路線(現在の肥薩線)が人吉本線および鹿児島本線を名乗ったが1927年(昭和2年)に川内経由の路線が全通するとこちらが鹿児島本線となった。
九州新幹線が2004年(平成16年)に部分開業し、八代駅 - 川内駅間が肥薩おれんじ鉄道に移管された。
香椎駅を出ると、まもなく並走していた香椎線が左に分かれる。その後、西鉄貝塚線が右手から接近し、香椎宮前駅(西鉄貝塚線のみの駅)付近より完全に並走する。その後、列車は千早駅へ。同駅で西鉄貝塚線へ乗り換えができる。なお、西鉄の駅は「西鉄千早駅」であるが、駅舎はJR九州・西鉄ともに一体化している。2003年(平成15年)に開業し、福岡の東の副都心を香椎と同様に形成する。2006年(平成18年)には駅ビル「フレスタ千早」がオープンした。駅周辺は、高層マンションの建設ラッシュである。
千早駅を発車すると、西鉄貝塚線と並走を続け、やや右に曲線を切ったところが西鉄の名島駅である。かつて存在した名島城にちなんだ和風造りの駅舎を有する同駅は、やはり鹿児島本線にホームがないため右手に通過する。その後、国道3号が接近。西鉄貝塚線が国道3号と並走し、鹿児島本線が左に離れながら、多々良川を渡る。多々良川を渡り終えると、国道を含む3線が左に曲がり、鹿児島本線と西鉄貝塚線は福岡県道550号浜新建堅粕線を挟み、再び並走する。福岡高速4号線を潜ると、西鉄貝塚線は終点の貝塚駅へ。この駅より先は福岡市地下鉄箱崎線の地上区間となる。この線は福岡市地下鉄空港線の天神に直通しているが、貝塚線と箱崎線の直通運転は行われていない。ただし、駅舎は同一となっている。
鹿児島本線は福岡県道550号浜新建堅粕線を挟んで右手に九州大学箱崎キャンパス跡地、左手に住宅団地を望みながら南進する。
区間別の平均通過人員(輸送密度)、旅客運輸収入は以下のとおり。九州新幹線が開業し、特急列車が廃止された区間は大幅に減少している。