中央線快速
新宿駅から中央本線甲府・小淵沢方面へ直通運転していたホリデー快速。列車種別が「快速」(列車)であるものの、特別快速より停車駅が少なく設定されていた(新宿駅・三鷹駅・立川駅・八王子駅・高尾駅のみに停車し、中野駅・国分寺駅・日野駅・豊田駅・西八王子駅ほか高尾駅以西の一部駅は通過)。これは、かつて存在した新宿駅発着の普通(前述)の上位種別として設定された列車であることによる。 2020年11月29日の運行を最後に設定が無くなり、2021年春以降の臨時列車のプレスリリースにも記載されていなかった。
運転指令所:東京総合指令室 準運転取扱駅(異常時、入換時は駅が信号を制御):御茶ノ水駅・新宿駅・三鷹駅・武蔵小金井駅・国分寺駅・立川駅・豊田駅・八王子駅・高尾駅
列車運行管理システム:東京圏輸送管理システム (ATOS)
車両基地:豊田車両センター(豊田駅)、豊田車両センター武蔵小金井派出所(武蔵小金井駅)
担当乗務員区所 豊田運輸区 :東京駅 - 高尾駅間 八王子運輸区:立川駅 - 高尾駅間(車掌)、豊田駅 - 高尾駅間(運転士) 甲府統括センター(運輸) :立川駅 - 高尾駅間(車掌)、豊田駅 - 高尾駅間(運転士) 立川車掌区 :東京駅 - 高尾駅間 立川運転区 :東京駅 - 高尾駅間 東所沢電車区:国立駅 - 八王子駅間(むさしの号のみ)
IC乗車カード対応区間:全線(Suica首都圏エリア)
東京駅 - 西荻窪駅間が首都圏本部、吉祥寺駅 - 高尾駅間が八王子支社の管轄であり、西荻窪駅 - 吉祥寺駅間に支社境界がある。
72系
101系(1957年12月 - 1985年3月)101系(1985年頃 御茶ノ水駅) 当区間での使用を前提に開発され、急行(=登場時)運転による高速での運行をある程度考慮したものの当初の設計よりM車比を落としたため性能が限界に近く、冷房装置を載せると重量増により加速力の低下や主電動機が過熱する問題が発生したため、一部の限定運用車以外は冷房装置の搭載ができなかった。最後は武蔵小金井区の本線最終運用が1985年3月13日であり、同4月29日にお別れ運転として新宿駅 - 高尾駅間で1往復の臨時電車が運行された。
103系(1973年4月 - 1983年3月) もともと、駅間の短い線区用であったが、当線にも投入された(国鉄103系電車#中央快速線を参照)。103系は総武緩行線や南武線の冷房化率を向上させるため、101系よりも早い時期に全車両が他線に転出した。
201系(1979年8月 - 2010年10月)201系(2006年6月8日 御茶ノ水-四ツ谷間) オレンジバーミリオンの車両が使用された。4両編成と6両編成を連結した編成と、10両貫通編成の2種類があった。列車番号・編成番号では前者がH、後者がTとされ、運用も区別されていた。末期は全編成が豊田車両センターに所属していたが、この区分はHが旧武蔵小金井電車区、Tが旧豊田電車区受け持ちを示していた頃の名残りである。
中央線:大月駅 → 東京駅間 青梅線:奥多摩駅 → 東京駅間 八高線:高麗川駅 → 東京駅間 富士急行線:河口湖駅 → 東京駅間
なお、御所トンネル内で港区に接近するが、わずかに掠めない。
間もなく左手奥に明治神宮外苑が見えて渋谷区に入る。さらに右手に新宿御苑が見えると千駄ケ谷駅。並行していた首都高速4号新宿線が左へ分かれると右へカーブして北を向き、山手線・埼京線・湘南新宿ラインと合流して代々木駅を通過する。
間もなくバスタ新宿・ルミネが見えると勾配を下り再び新宿区に入り、国道20号(甲州街道)を潜ると新宿駅。JR以外に京王電鉄・小田急電鉄・東京メトロ・東京都交通局と、4社局の路線が接続するターミナル駅である。JRの1日の平均乗降人員が150万人(2005年度)で日本一、さらに接続する路線の乗降人員を含めると346万人(2004年度)に達し、世界一である。
駅東側はかつて甲州街道の第1宿(内藤新宿)や青梅街道が分岐する交通の要衝として発達し、伊勢丹などの老舗デパートや専門店・飲食店が立ち並び日本有数の繁華街となっており、特にスタジオアルタなどは全国的に知名度が高く、繁華街に北接する駅北東側の歌舞伎町は日本有数の歓楽街であり、飲食店やホテルが軒を連ねている。
一方の駅西側は戦前まで行楽地であったが、高度経済成長期の1960年代から1970年代にかけて京王百貨店・小田急百貨店・ヨドバシカメラが開店し、1971年に淀橋浄水場の跡地に建てられた京王プラザホテルを皮切りに続々と高層ビルが建設された。さらに1991年に千代田区丸の内から東京都庁が移転し、現在は新宿副都心として都心部に次ぐ商業集積地帯となっている。駅南側は再開発によって商業化が進み、前述のルミネのほか、新南口に隣接してタカシマヤタイムズスクエアがある。
東京駅1・2番線
飯田橋駅 - 市ケ谷駅間の外堀の横を走る
ただし、そのための設備投資費用は約4,500億円とJR東日本だけが負うにはあまりにも巨額のため、国や自治体の道路建設や整備新幹線並みの援助が必要だろうといわれている。
政治・行政面では、中央線三鷹駅 - 立川駅間複々線化の都市計画が決定している。東京都は整備効果が高いが、収支採算性など事業スキームに課題があるとしており、関係機関との調整状況を踏まえて新しい整備の仕組みづくりを検討するとしている。多摩地域の市町村の大半は「三鷹・立川間立体化複々線促進協議会」に加入、関係省庁に対して要望を行っている。この協議会には、中央線や乗り入れ先の青梅線・五日市線・八高線沿線だけでなく、並行する京王線、西武新宿線・拝島線等の沿線自治体も加入している。また山梨県や長野県も「中央東線高速化促進広域期成同盟会」を結成し、同様の要望を行っている。政治家では萩生田光一が複々線化実現を自身の政策の一つとして掲げている。
2025年度に完了する予定であったものの、利用客の需要動向・財源確保方策が確定していないことから、工事の着手には至っていない。東京都は、2021年3月付で計画変更届の内容を発表した。それによると、2028年度までに完了する予定となっている。
E233系0番台(2020年11月17日 荻窪駅 - 西荻窪駅間)
209系1000番台 中央快速線仕様(2019年6月29日 西国分寺駅)
ここでは、快速電車(かつての急行電車)としてこれまで運用されてきた車両について述べる。特急、急行、ホームライナー、武蔵野線直通列車、中距離電車で運用される車両は「あずさ (列車)」「かいじ (列車)」「はちおうじ・おうめ」「富士回遊」「むさしの号」「中央本線」を参照のこと。
中央線の駅の発車メロディは、塩塚博作曲のSHシリーズが多く使用されているが、ご当地メロディーも多く採用されている。ご当地メロディーが使用されている駅は以下の通り。
高円寺駅 : 阿波踊り - 各駅停車1・2番線ホームのみで使用されている。
阿佐ケ谷駅 : たなばたさま
三鷹駅 : めだかの学校
武蔵小金井駅 : さくらさくら - 1・2番線ホームのみ採用されている。
国分寺駅 : 電車ごっこ
西国分寺駅 : 一番星見つけた
豊田駅 : たきび
八王子駅 : 夕焼け小焼け