飯田線
普通列車については、飯田線全線を約6 - 7時間かけて走り抜く直通列車もあるが、列車の運行区間はおおむね、豊橋近郊の東三河地区、本長篠駅から中部天竜駅を経て天竜峡駅に至る急峻な3県県境越えの三遠南信、および飯田駅・伊那市駅周辺の伊那谷の3区間に分けられる。
中部天竜駅 - 天竜峡駅間を除く区間では一部の普通列車でワンマン運転が行われている。このうち、北部の天竜峡駅 - 辰野駅間については2001年3月から119系電車にワンマン対応工事を施した上でワンマン運転が開始され、2007年3月以降は辰野駅から先の中央本線岡谷駅までワンマン運転を行っている。また、南部の豊橋駅 - 中部天竜駅間についても313系3000番台電車の導入を機に2012年3月17日のダイヤ改正からワンマン運転が行われている。
なお、飯田駅 - 駒ケ根駅間などでは普通列車では珍しく昼間に弁当が車内販売されていたが、2004年1月をもって廃止された。
青春18きっぷを利用する場合等で、普通列車だけを乗り継ぐ場合、豊橋駅から東海道本線で金山駅に行き、中央西線に乗り換え塩尻駅で中央東線に乗り換え、上諏訪・岡谷方面を目指す方が所要時間が短い場合がある(逆ルートも同様)。
飯田市内の伊那上郷駅 - 元善光寺駅間でリニア中央新幹線と交差する予定で、付近にはリニア中央新幹線の駅も設置される予定である。飯田線への乗り換え新駅の設置については、飯田市の市長に新駅の設置を取り止め既存の元善光寺駅と新しい交通システムで結ぶことを公約に掲げた佐藤健が2020年に就任したことで中止された。
1 kmと大都市の市街地路線並みであり、また地方鉄道の簡易な規格で建設されたことから速度は低く、急カーブや急勾配も多く見られる。中でも赤木駅 - 沢渡駅間の最大勾配は40 ‰で、信越本線の横川駅 - 軽井沢駅間(碓氷峠)廃止後は、JR線で最急の勾配となった。また、駅間が短い路線ながらも、山岳区間を中心に大小138本のトンネルが存在する。特に半数の68本が平岡駅 - 天竜峡駅間の22.4 kmに集中しており、同区間では約46 %がトンネルで占められている。
急峻な地形を縫う線形から、過去にはしばしば鉄道事故が発生した。1955年1月に落石に電車が乗り上げて天竜川へ転落した事故では、「落石騒ぎは年中行事」と新聞記事の見出しで扱われた。当時は、防護対策工事を進めるとともに全国一といわれるほど多くの監視員が配置されていた。
豊橋駅 - 豊川駅間はICカード「TOICA」の利用エリアに含まれ、他のTOICAエリアの路線と同じく交通系ICカード全国相互利用サービスのICカードが利用できる。
豊橋駅 - 豊川駅間は、沿線にある日本車輌製造豊川製作所で製造された車両の輸送に用いられており、2004年までは同所で製造されたフル規格(標準軌)の新幹線車両も、狭軌の在来線用の台車に交換したうえで、この区間を通過していた。
2日後の8月17日にも大規模な地すべりが発生して高神沢橋梁の一部が佐久間湖に流出、復旧に1か月程の期間かかる。その間は、天竜川で船舶を用いた代行輸送を行ない、電源開発の巡視艇および青函連絡船の要員を手配した。
1959年(昭和34年)10月1日:赤穂駅を駒ケ根駅に改称。
1961年(昭和36年) 3月1日:名古屋駅 - 辰野駅間に準急「伊那」を新設。 10月1日:新宿駅 - 天竜峡駅間に準急「天竜」を新設。11月からは長野編成併結。
1963年(昭和38年) 6月1日:新宿駅 - 飯田駅間に準急「赤石」を新設。 12月17日:平井信号場を小坂井駅構内扱いとする。 3月5日:準急「伊那」「天竜」「赤石」を急行化。
1966年(昭和41年)3月25日:伊那田島駅 - 高遠原駅間に大沢信号場が開設。
1967年(昭和42年)4月1日:豊橋駅 - 新城駅間の各駅のホームを6両編成対応へと延伸。
1968年(昭和43年)10月1日:急行「赤石」と「天竜」の新宿編成を「こまがね」に改称。
1972年(昭和47年)3月15日:急行「伊那」165系化、一部列車を7両編成で運転開始。
1978年(昭和53年)11月19日:「流電」クモハ52形など戦前形国電の多くが運用終了。代替には80系電車が転入。
1982年(昭和57年)6月13日:鶯巣駅 - 平岡駅間の落石危険地帯迂回のため藤沢トンネル経由の新線に切替 改キロ (-0.
8M≒2.90 km)が延伸開業。下市田停留場と元善光寺駅が開業。 3月21日認可:高遠原駅を停留場に変更。 4月20日:南新町停留場が再開業。 7月24日:宮木停留場が再開業。 8月3日:元善光寺駅 - 飯田駅間(2.9M≒4.67 km)が延伸開業。桜町停留場、飯田駅が開業。 10月ごろ:上郷停留場(現在の伊那上郷駅)が開業。 11月21日:入舟停留場と神子柴停留場が廃止。 12月1日:伊那松島駅 - 伊那町駅間(5.6M≒9.01 km)を軌道から鉄道に変更。田畑停留場が再開業。 12月6日:小黒停留場、唐木停留場、音徳寺坂停留場が廃止。
1924年(大正13年)5月20日:入舟町停留場が開業。
1926年(大正15年)12月17日:飯田駅 - 伊那八幡駅間(3.6M≒5.80 km)が延伸開業。切石停留場、鼎駅、下山村停留場、伊那八幡駅が開業。
1927年(昭和2年) 2月5日:伊那八幡駅 - 毛賀終点仮停留場間(0.6M≒0.97 km)が延伸開業。毛賀終点仮停留場が開業。 4月8日:毛賀終点仮停留場 - 駄科駅間(0.9M≒1.45 km)が延伸開業。毛賀駅、駄科駅が開業。毛賀終点仮停留場が廃止。 12月26日:駄科駅 - 天竜峡駅間(3.2M≒5.15 km)が延伸開業して天竜峡 - 辰野間全通。時又駅、開善寺前停留場、伊那川路駅(現在の川路駅)・天竜峡駅が開業。
1930年(昭和5年)4月1日:マイル表示からメートル表示に変更(49.6M→79.8 km)。
1934年(昭和9年):入舟町停留場を入舟停留場に改称。
1935年(昭和10年)12月16日認可:上郷停留場を駅に変更。
1936年(昭和11年)頃:上郷駅を伊那上郷駅に改称。
2018年(平成30年)3月:ラインカラー及び豊橋駅 - 豊川駅間で駅ナンバリングを導入。当路線の路線コードは「CD」、ラインカラーはスカイブルー(豊橋駅は、既に付与されている名鉄名古屋本線の駅番号「NH01」と併記される)。
2020年(令和2年) 7月5日:令和2年7月豪雨の影響で土砂が流入、長山駅 - 駒ケ根駅間が不通となる。 7月11日:天竜峡駅 - 駒ケ根駅間で運転を再開。不通区間は長山駅 - 天竜峡駅間となる。 7月12日:長山駅 - 水窪駅間、平岡駅 - 天竜峡駅間で運転を再開。不通区間は水窪駅 - 平岡駅間となる。 7月27日:水窪駅 - 大嵐駅間で平日の2往復のみ暫定的な運転を実施予定であったが、25日から続く大雨の影響で取りやめとなった。また、運休区間が大海駅 - 天竜峡駅間に拡大となった。 7月28日:運休区間が水窪駅 - 平岡駅間になる。 7月29日:水窪駅 - 大嵐駅間で平日の2往復のみ暫定的な運転を開始。 9月28日:水窪駅 - 平岡駅間で運転を再開。
2021年(令和3年) 8月14日:豪雨の影響で、宮木駅 - 辰野駅間の横川橋梁が損傷、伊那松島駅 - 辰野駅間が不通となる。 8月19日:大雨の影響で大海駅 - 平岡駅間が不通となる。 8月23日:大海駅 - 平岡駅間、伊那松島駅 - 伊那新町駅間で運転再開。
1923年(大正12年)2月1日:鳳来寺鉄道 長篠駅(現在の大海駅) - 三河川合駅間(10.7M≒17.22 km)が開業。鳥居駅、鳳来寺駅(現在の本長篠駅)、三河大野駅、湯谷停留場、三河槙原駅、三河川合駅開業。
1924年(大正13年)4月1日:長篠古城址駅(現在の長篠城駅)が開業。
1925年(大正14年)7月28日:長篠駅 - 三河川合駅間が電化。
1929年(昭和4年) 5月5日:柿平停留場が開業。 3月15日:鳳来寺駅の鳳来寺口駅への改称届出。
1930年(昭和5年)4月1日:マイル表示からメートル表示に変更(10.7M→17.2 km)。