この項目では、日本の鉄道路線で、東京駅 - 盛岡駅間を結ぶ本線と付随する支線群について説明しています。
東北本線 （とうほくほんせん）は、東京都 千代田区 の東京駅 から岩手県 盛岡市 の盛岡駅 を結ぶ東日本旅客鉄道 （JR東日本）の鉄道路線 （幹線 ）である。
本線（首都圏 では日暮里駅 - 田端駅 - 上中里駅 - 赤羽駅 - 浦和駅 - 大宮駅 間[ † 3] 長町駅 - 仙台駅 - 東仙台駅 間を経由）のほか、日暮里駅 - 尾久駅 - 赤羽駅間[ † 4] 武蔵浦和駅 - 大宮駅間（埼京線 の一部）、長町駅 - 東仙台駅間（通称：宮城野貨物線 岩切駅 - 利府駅 間（通称：利府線 [ 1] 2015年 に開業した松島駅 - 仙石線高城町駅 間の連絡線（仙石線・東北本線接続線 ）も同様に東北本線の一部区間として扱われている[ 2]
広義では、東北新幹線 も東北本線に含める場合がある[ 1] [ † 5] 在来線 としての東北本線について記す。新幹線については「東北新幹線 」などの新幹線路線記事を、また在来線の地域ごとの詳細（直通路線系統などは後節 を参照）及び東北新幹線の八戸および新青森延伸に伴って第三セクター鉄道 に移管された盛岡駅以北については以下の記事も参照。
東北本線は、もともと日本鉄道 が建設した路線で、上野駅 から青森駅 までの線路と、上野駅と秋葉原駅 までの貨物線 の線路からなる、日本最長の営業キロ を持つ路線であった。東京 と青森 の間を、大宮 ・宇都宮 ・郡山 ・福島 ・仙台 ・一関 ・盛岡 ・八戸 を経由して、関東地方 内陸部と東北地方 内陸部を縦断して結んでいた。これはのちに開業する東北新幹線 設置駅とも同様であり、ほぼ並走している。途中、岩沼 - 松島 では仙台湾 沿岸地域を通り、八戸以北では太平洋 や陸奥湾 の沿岸地域を通っていた。
1891年 （明治 24年）に全線開通、その後1925年 （大正 14年）の山手線 環状運転開始時に敷設された東京駅 - 秋葉原駅間の電車線 も東北本線に組み込まれ、営業キロが739.2 km と日本最長の路線となった。第二次世界大戦 終結後の高度経済成長 期には長距離の特急 ・急行列車 が大幅増発されたが、1982年 （昭和 57年）に東北新幹線の大宮駅 - 盛岡駅 間が開業すると、長距離列車は新幹線経由での運行に移行し、並行する東北本線在来線列車は中距離列車に置き換えられた。東北本線の旅客輸送は地域輸送中心の体制に移行しており、全線を走行する定期旅客列車は存在せず、栗橋駅 - 岩沼駅間、仙台駅 - 盛岡駅間には特急列車は運行されていない。2002年 （平成 14年）12月1日には同新幹線の盛岡駅 - 八戸駅間が開業、2010年 （平成22年）12月4日には八戸駅 - 新青森駅 間も開業し、その区間で並行する東北本線在来線はJR東日本から第三セクター鉄道 会社（盛岡駅 - 目時駅 間はIGRいわて銀河鉄道 、目時駅 - 青森駅間は青い森鉄道 ）に経営が移管された。この結果、東北本線在来線は東京駅 - 盛岡駅間の全長535.3 km（支線含まず）の路線となり、山陰本線 ・東海道本線 に次ぐ在来線で3番目に長い路線となった。
東北本線には旅客列車のほか、首都圏と沿線各地や北海道 を結ぶJR貨物の貨物列車 も多数運行されており、隅田川駅 - 札幌貨物ターミナル駅 間は「北の大動脈」とも比喩されている[ 4] 海峡線 を経て北海道方面と直通している。
電化方式は栃木県 の黒磯駅 を境に、同駅以南では直流電化 (1,500 V)、以北では交流電化 （20 kV・50 Hz） となっており、普通列車 は黒磯駅以南では直流電車、黒磯駅 - 白河駅 間では交直流電車 、新白河駅以北では交流電車 がそれぞれ使用されている（使用車両 節参照）。黒磯駅を越えて運転される在来線旅客列車は、臨時列車のみで、定期旅客列車は存在しない。
東北本線の線路名称上の起点は1925年（大正14年）以来東京駅であり、同駅は1991年 （平成3年）以来東北新幹線の起点ともなっているが、旅客案内上や時刻表などで「東北本線」と呼ばれている中・長距離旅客列車は1960年代以前の一部の東海道線 （東海道本線）直通列車を除いて長年にわたり、東京都台東区 の上野駅を起点として運行されていた（後節 を参照）。また、1968年 （昭和43年）9月30日まで大宮駅 - 赤羽駅 間は国電 （京浜東北線）と列車が同じ線路を共用していたが、翌10月1日に電車線と列車線 に分離が行われ、現在の系統別の運転方法が完成した。東京駅 - 上野駅間の列車線は東北新幹線東京駅延伸による用地確保のため1973年 （昭和48年）に廃止され、それ以降は電車線を走行する東京近郊の近距離電車（運行系統としての中央線 ・山手線・京浜東北線 ）のみとなっていた[ 1] 上野東京ライン 相互直通運転 が再開された。
今日の「東北本線」と呼ばれる線路は、日本鉄道の時代は「奥州線」と呼ばれたり[ 5] [ 6] [ 5] [ 7] [ 8] 仙台駅 を境に「本線南区」・「本線北区」と称していた。国有化後の1909年 （明治42年）10月12日には国有鉄道線路名称 [ 9] 福島県 ・宮城県 ・岩手県 ・青森県 ）の地方名として定着していた「東北」を冠し「東北線の部 」（略称：東北線）[ 9] [ 10] [ 11] [ 9] [ 10] [ 11] 山手線 、常磐線 、隅田川線 、高崎線 、両毛線 、水戸線 、日光線 、岩越線 、塩釜線 、八ノ戸線 の11路線であり、東北本線はこの中の「本線」とされ「東北線の部」の中核となった[ 9] [ 10] [ 11] [ 12] 令制国 では陸奥国 （奥州 ）の地域であったが、戊辰戦争の戦後処理 の一環で明治政府 が出羽国 （羽州 ）と共に1868年（明治元年）に分割（「陸奥国 (1869-) 」参照）、これに伴い民権派 が薩長土肥 を『西南』と呼んだのに対し、旧奥羽両国を指す新名称として明治10年代から使用し、当線の改称時には一般化していた「東北」が採用された[ 9]
赤羽駅 - 大宮駅間の三複線（蕨駅 ） 今日の東北本線では、当路線内運行の列車のほか、当線経由で他線各地に向かう列車も運行されている（地域輸送 を参照）。こと東京駅 - 大宮駅間ではかつての国電 である近距離電車（山手線・京浜東北線 ・埼京線 ）がそれぞれ専用の線路で運行されており、旅客案内上では「東北本線」や「東北線」ではなくこれらの運行系統 の名称が使用されている。上野駅を発着する黒磯駅 までの中距離列車 に対してはかつて「東北線」と呼ばれていたが、国鉄分割民営化 後の1990年 （平成2年）3月10日に宇都宮線 宇都宮線#「宇都宮線」の愛称制定後 」を参照）[ 13] [ 14] 池袋駅 や新宿駅 を発着する中距離列車も運行されるようになり、これらは2001年 （平成13年）に東海道本線 ・横須賀線への直通運転へと発展し湘南新宿ライン 中央本線 （中央線 ）・常磐線（常磐線快速 ）・高崎線や武蔵野線 の列車も当路線に乗り入れており[ † 6] 東海道線 と宇都宮線・高崎線・常磐線を直通する系統は上野東京ライン
東北新幹線については、1982年（昭和57年）6月の暫定開業（大宮駅 - 盛岡駅間）時は東北本線の複線増扱い[ 15] [ 16] [ 17] [ 18] [ 19] 整備新幹線 が独立した線路名称を持っているのとは異なり、東北本線（支線）扱いとなっている[ † 7]
なお、「日本国有鉄道の事業等の引継ぎ並びに権利及び義務の承継等に関する基本計画」[ 22] [ 23]
東北本線の線区上の起点は1925年 （大正14年）以来東京駅 であるが、1885年 （明治18年）の開業以来1925年まで、東北本線在来線列車の始発駅は上野駅 となっていた。貨物運輸のため上野駅 - 秋葉原駅 間には貨物線が敷かれていたが、この区間はもともと江戸 の下町に当たり線路敷設が避けられていたこともあって、はじめて旅客列車が発着するようになるのは1925年に山手線 が現在のような環状運転を行うために電車線 を敷設・開業してからのことで、それまでは山手線も上野駅を始発・終着駅として運転されていた。なお、4年後の1928年 （昭和3年）には現在の宇都宮線 にあたる東北本線の列車線が東京駅 - 上野駅間に複線で開業しており、路線としては名実ともに東京駅を起点とする形となった。戦後は東京駅 - 上野駅間列車線の単線化・回送線化や1973年（昭和48年）の列車線分断による東海道本線への直通列車の廃止などがあり東北本線列車線の列車は基本的に上野駅発着となる。以降、上野駅は北のターミナル として、東北・信越地方や関東北部へ向かう列車の始発・終着駅としての歴史を刻み、現在も首都圏 中距離電車のほか、常磐特急「ひたち」・「ときわ」 などが上野駅ホームを発着している。
第二次世界大戦 終結後の1946年 （昭和21年）11月5日 、GHQ が東北本線方面に向かう占領軍専用列車 を横浜駅 発着で走らせて以来、東北新幹線 東京駅乗り入れ工事が着手される1973年までは、上野駅発着の優等列車および朝夕の中距離列車の一部が東京駅や新橋駅 、さらには神奈川県 、静岡県 方面から東海道本線経由で直通運転されたが、東北新幹線建設の際に東京駅 - 秋葉原駅間の列車線 施設が新幹線用地とされ、以来電車線（山手線・京浜東北線の線路）のみが東京駅に繋がり、中・長距離定期列車はすべて元の上野駅（あるいは池袋駅 ・新宿駅 ）を始発・終着駅とするようになった[ 24] [ 25] 留置線・回送線 として使われるようになった。
その後、東北本線中距離列車の運行区間を東京駅、品川駅方面へ延伸し、東海道本線と相互直通運転 する計画が企画され[ 26] 2015年 （平成27年）3月14日から「上野東京ライン 」として、列車線も、東北本線本来の起点である東京駅を経由して運転されている[ 報道 1]
なお、当線の戸籍上の終点は盛岡だが、JRより経営分離された盛岡以北のいわて銀河鉄道線 (IGR) および青い森鉄道線 内キロポスト は従前のまま東京起点からの通算表示となっている（盛岡駅構内にIGR線用の、目時駅構内に青い森鉄道線用の各0キロポストは設置されていない）。
日本鉄道 株式会社 1902年の路線図東北本線の建設計画は、明治 初期に東京以北の鉄道 敷設を主張する高島嘉右衛門 の意を受けた右大臣 岩倉具視 が、当時イギリス留学中の蜂須賀茂韶 および鍋島直大 に諮り、1871年 （明治4年）に「東京より奥州青森に至る鉄道」と「東京より越後新潟に至る鉄道」の必要性が政府に提言されたことに始まる。翌年にはこれに賛同した徳川慶勝 ら華族 による鉄道建設運動が始まり、国家予算に頼らない私設鉄道建設の機運高まる1880年 （明治13年）、華族のみならず士族 、平民 にわたる人々の賛同を得て、以下のような全国への鉄道を建設することを目的とする、日本初の私鉄 「日本鉄道 会社」が設立された[ 5]
東京 - 高崎 間の鉄道と、この区間から分岐して奥州 青森 に至る鉄道高崎より中山道 を経て敦賀に至り、東西両京を連絡する鉄道
中山道から分岐し新潟 を経て羽州 に至る鉄道
九州 豊前 大里 - 小倉 - 長崎 間の鉄道と、この区間から分岐し肥後 に至る鉄道この第一番目の計画の背景として、明治新政府 は北海道 では1869年 （明治2年）に開拓使 を設置して開拓 を進め、東北地方 では1878年 （明治11年）の土木7大プロジェクト などで開発を推し進めており、それに必要な資材を輸送するために早急な鉄道建設が必要と考えていたことや、東北の物産を関東に運搬しさらに横浜港 に接続する鉄道が望まれていたこと等が挙げられている。実際にはこの計画は上野駅 - 前橋駅（内藤分停車場）間と大宮駅 - 青森駅間の線路として建設、実現化された。当初、これらの路線は東京 - 高崎間が第一区線、第一区線の途上駅 - 宇都宮 - 白河間が第二区線、白河 - 仙台間が第三区線、仙台 - 盛岡間が第四区線、盛岡 - 青森間が第五区線とされ、この順番で建設が進められた。
第一区線はもともと京浜線（新橋 - 横浜間の鉄道）の間にある品川から山手を経て赤羽、川口と経る経路が計画されたが、起伏地の多いこの区間の建設には技術的に時間がかかることが想定されたため、まずは上野を起点とし赤羽に至る経路で建設することとなった[ 5] 1883年 （明治16年）7月28日 、日本初の「民営鉄道」として上野駅 - 熊谷駅 間が開業した。開業時の開設駅は上野駅（・王子駅 ）・浦和駅 （・上尾駅 ・鴻巣駅 ・熊谷駅）で、現在は中距離列車の停車しない王子駅も含まれていた一方、大宮には駅が設置されなかった。翌1884年 （明治17年）に高崎駅、前橋駅 まで延長され、第一区線は全通した。高崎まで開通した同年6月25日 には、明治天皇 臨席のもと上野駅で開通式が行われ、この際に明治天皇は上野 - 高崎間を往復乗車した。
一方で、第二区線の敷設経路についてもいくつかの案（熊谷、大宮、岩槻分岐案）が提示されていた。当時、現栃木県 域の実業家等は養蚕業 および製糸業 の中心地である両毛 地区（現在の桐生市 ・足利市 ・佐野市 付近）を経由して第二区線を建設することを求めて日本鉄道会社に出資し、また政府も養蚕・製糸業を殖産業 に位置づけていたため、これを経る熊谷分岐案が最有力と見られていた。一方、もともと第一区線と第二 - 五区線は東京から個別の線路とすべきとの考えを持っていた当時の鉄道局長井上勝 は、政府諮問に対し、第一区線を最短経路の赤羽 - 浦和 - 岩槻と敷き、第二区線は岩槻で分岐する岩槻分岐案を答申したアメリカ 人鉄道技師クロフォードの意見、また第一区線を赤羽 - 浦和 - 大宮と敷き、第二区線は大宮で分岐する大宮分岐案を答申したイギリス 人鉄道技術者ボイルの意見も含め、「足利方面には支線敷設が妥当」とする上申書を工部卿 ・佐々木高行 に提出、宇都宮 以北への最短ルートである大宮分岐案または岩槻分岐案が残り、最終的には井上勝の判断によって、平坦地を通り建設費用も格段に安く日本陸軍 も支持していた大宮分岐案が採用された。この決定により、上野駅 - 前橋駅間の日本鉄道第一区線の大宮に大宮駅 が開設され、この大宮駅を分岐点として第二区線が建設されることとなった[ 5]
第二区線の建設は急ピッチで進められ、まず、1885年 （明治18年）7月に大宮駅 - 宇都宮駅 間の営業が開始され、途中には蓮田 ・久喜 ・栗橋 ・古河 ・小山 ・石橋 の各駅（停車場）が設置された。当時利根川 の架橋が完了しておらず、この区間には渡船が運行され、栗橋駅 - 古河駅間の現在の利根川畔には中田仮停車場が設けられて利根川鉄橋の開通まで運用された。開通式は上野駅と宇都宮駅で行われ、当日は宮内卿 伊藤博文 、鉄道局長井上勝、東京府知事渡辺洪基 が上野駅 - 宇都宮駅間を往復し、栃木県知事樺山資雄 は一行を中田仮停車場にて出迎えた[ 5] 明治天皇 が上野駅 - 栗橋駅間を往復して利根川架橋を賞賛した。
以後、第二区線の残り区間および第三・第四・第五区線は引き続き段階的に那須、郡山、塩竈、一関、盛岡、青森へと延伸されていった。第三区線の北半分の区間においては、1882年 （明治15年）11月30日 に福島 から仙台区 （現・仙台市 ）を経て石巻湾 （仙台湾 ）の野蒜築港 に至る経路で測量 が認可された[ 27] 1884年 （明治17年）9月15日 の台風 で損壊して機能不全に陥ったため、1886年 （明治19年）より松島湾 （仙台湾）の塩釜港 で建設資材の陸揚げが開始された[ 27] 塩釜線 塩釜埠頭駅 。現在の塩釜駅 とは異なる）まで至る経路で1887年 （明治20年）12月に開通した。盛岡駅までの第四区線は、野蒜築港の挫折を受けて野蒜 を経由しない経路になったため、仙台駅 - 塩竈駅間の途中にある岩切駅 から分岐して松島丘陵 を越えて北上する経路で建設された。盛岡駅 - 青森駅間の第五区線も1891年 （明治24年）9月に開通して上野駅 - 青森駅間全通となった（直通は1日1往復。片道約26時間半。運賃下等4円54銭）。
当線の上野駅 - 青森駅間の営業距離は新橋 から東海道本線を経て山陽鉄道 （現・JR 山陽本線 ）岡山駅 を過ぎた辺りまでとほぼ等しいが、山陽鉄道が倉敷 まで開業したのが当線開通と同年の4月であったことを踏まえると、東京から北と西にほぼ等しい速度で鉄道が敷設されていったことが分かる。
1900年 （明治33年）に大和田建樹 が作詞した『鉄道唱歌 』第3集奥州・磐城線編では、東北本線と常磐線 の開通を以下のように祝って歌っている[ 28]
40番「勇む笛の音いそぐ人 汽車は着きけり青森に むかしは陸路廿日（はつか）道 今は鉄道一昼夜 」
63番「むかしは鬼の住家とて 人のおそれし陸奥（みちのく）の はてまでゆきて時の間に かえる事こそめでたけれ 」
64番「いわえ人々鉄道の ひらけし時に逢える身を 上野の山もひびくまで 鉄道唱歌の声立てて 」 当時、当線は日本鉄道奥州線と言われており、現在の東北本線の名称となったのは日本鉄道が国有化された後の1909年 （明治42年）のことである[ 5]
また、当線の東京近郊区間には上野駅 - 大宮駅間を中心に三等車のみの近距離区間列車が複数設定され、現在の京浜東北線 （東北本線電車線 ）が赤羽駅 以南区間で運行開始されるまで、首都圏近距離区間輸送も担っていた[ 29] 1929年 （昭和 4年）6月、日暮里駅 から北東に分岐し貝塚操車場 まで伸びていた回送線 を赤羽駅まで延伸したうえで貝塚操車場を廃止、同所に尾久駅 を設けて列車線とすることで、鶯谷駅・田端駅・王子駅を経由していた中・長距離列車と近距離電車線を相互に独立した形で運行させることが可能となり、同年6月20日 より尾久駅経由の運輸が開始された[ 30]
第二次世界大戦 中は戦時体制で運行本数は極限まで減らされたが、戦後はGHQ の意図によって東京駅 - 上野駅間に東北本線の中・長距離列車が乗り入れ、青函連絡船 ・函館本線 ・室蘭本線 等と一体化した東京 - 北海道間旅客輸送も行われた。さらに高度経済成長 に伴う鉄道の高速化事業に乗り、当線も電化 ・複線化 が進み、東京から宇都宮駅を経て栃木県の観光地（日光・那須方面）間を結ぶ中距離優等列車 が当時最新型の157系「日光型」 を使用して運行されたほか、当線の全線電化・複線化が完了した1968年 （昭和43年）10月には「ヨンサントオ 」と通称される白紙ダイヤ改正 が実施され、これ以降東北本線にも485系 電車や583系 電車・455系 電車・165系 電車を用いた特急・急行列車が大増発された。
東北新幹線開業後は、長距離優等列車は新幹線経由で運行されることとなり、線路容量に余裕が生じた在来線では中距離普通列車 が増発された。また、津軽海峡 海底部に建設された青函トンネル の開通後は当線を経由して東京と北海道を結ぶ寝台特急列車や貨物列車が設定されるようになるという変化も起きた。1990年 （平成 2年）3月10日 には、上野駅 - （日暮里駅） - 尾久駅 - 赤羽駅 - 黒磯駅間に「宇都宮線 」の愛称が制定され、鉄道利用者がこの区間を「東北本線」や「東北線」と呼ぶことは少なくなった。
2002年 （平成14年）12月1日 に東北新幹線 盛岡駅 - 八戸駅 間が開業した際、当線の盛岡駅 - 目時駅 間はIGRいわて銀河鉄道 に、目時駅 - 八戸駅間は青い森鉄道 （施設保有は青森県 ）に経営移管され、当線の本線は東京駅 - 盛岡駅間と八戸駅 - 青森駅間の2つに分かれることとなった。その後、2010年 （平成22年）12月4日 に東北新幹線 八戸駅 - 新青森駅 間が開業して全通し、当線の八戸駅 - 青森駅間は青い森鉄道（施設保有は青森県）に経営移管された。このため、青森県内からは「東北本線」が消滅した。以降は、当線の正式な区間としては東京駅 - 盛岡駅間となり、一般的に「東北本線」の名称が用いられるのは黒磯駅 - 盛岡駅間となっている。
1906年 （明治 39年）11月1日 ：日本鉄道が国有化。1907年 （明治40年）11月1日：一ノ戸駅を一戸駅に、三ノ戸駅を三戸駅に改称。1908年 （明治41年）
1909年 （明治42年）
1910年 （明治43年）
1911年 （明治44年）
1912年 （明治45年／大正 元年）
7月11日 ：鶯谷駅 開業。鶯谷 - 日暮里間電車線複線化し6線化。11月1日：大原信号所を駅に変更して与野駅 開業。 1913年 （大正2年）
3月20日 ：利府 - （旧）松島間に赤沼信号所開設。4月 ：小山 - 宇都宮間複線化。1914年 （大正3年）
3月20日：上野 - 鶯谷間の電車線複線化し、6線化。
6月25日：黒磯 - 黒田原間に高久信号所開設。
12月1日 ：長岡駅を伊達駅に改称。1915年 （大正4年）
1916年 （大正5年）
1917年 （大正6年）
1918年 （大正7年）
5月15日 ：蕨 - 浦和間に小谷場信号所開設。8月16日 ：（旧）松島 - 鹿島台間に幡谷信号所開設。11月1日：厨川駅 開業。越河 - 白石間に中目信号所、沼宮内 - 奥中山間に御堂信号所開設。 1919年 （大正8年）
3月1日 ：中央本線の一部として東京 - 神田 間開業。直流電化。神田駅開業。4月5日 ：黒沢尻（現・北上） - 花巻間に村崎野信号所開設。10月12日：久田野駅 開業。 1920年 （大正9年）
2月15日 ：仙台 - 苦竹信号所間複線化。3月10日 ：黒磯 - 黒田原間経路変更。黒田原駅移転。4月23日 ：苦竹信号所 - 岩切間複線化。10月10日 ：白坂 - 白河間経路変更。白河駅移転。11月1日：黒田原 - 白坂間経路変更。豊原駅移転。
12月2日 ：氏家 - 片岡間に蒲須坂信号所開設。1921年 （大正10年）
4月5日：日和田 - 本宮間に五百川信号所開設。
6月1日 ：福岡駅を北福岡駅に改称。10月1日：蕨 - 浦和間の小谷場信号所廃止。 1922年 （大正11年）
3月5日 ：栗橋 - 中田信号所間複線化。4月1日 ：信号所を信号場に改称。5月20日 ：金ケ崎 - 黒沢尻間に三ヶ尻信号場開設。6月5日 ：藤田 - 越河間に貝田信号場開設。7月15日 ：花巻 - 石鳥谷間に二枚橋信号場開設。8月15日 ：下田 - 古間木間に木ノ下信号場開設。11月10日：狩場沢 - 小湊間に清水川信号場開設。
12月5日 ：長町 - 仙台間複線化。1923年 （大正12年）
1924年 （大正13年）
1925年 （大正14年）
4月1日：豊原駅を下野豊原駅に改称。
11月1日：神田 - 秋葉原間開業、秋葉原 - 上野間3線化、神田 - 上野間直流電化・旅客営業開始。御徒町駅 開業。東北本線の起点を東京駅に変更。 1926年 （大正15年／昭和 元年）
10月10日：日暮里駅から分岐する貝塚操車場を開設。
10月25日 ：浦町 - 青森間複線化。浦町 - 青森間に青森操車場開設。11月5日 ：尻内 - 下田間に轟信号場開設。1927年 （昭和2年）
6月10日 ：久喜 - 栗橋間に桜田信号場開設。11月 ：上野 - 日暮里間に回送線を1線増設し7線化。12月20日：貨物支線 王子 - 須賀 間、王子 - 下十条（現・北王子 ）間開業。田端 - 王子間に貨物線を1線増設し3線化。 1928年 （昭和3年）
2月1日 ：田端 - 赤羽間が直流電化。田端 - 王子間に電車線を2線増設し5線化、王子 - 赤羽間に電車線を2線増設し複々線化。4月1日 ：東京 - 上野間に列車線が複線・直流電化で開通。本来の起点に列車線が到達する。4月8日 ：山ノ目駅 開業。11月25日：折居信号場を駅に変更して陸中折居駅 開業。 1929年 （昭和4年）
2月25日 ：船岡駅 開業。6月20日 ：日暮里 - 尾久 - 赤羽間が複線で開通、貝塚操車場を廃止し同所に尾久駅開業。王子 - 赤羽間に貨物線を2線増設し6線化。12月15日 ：赤羽 - 蕨間に貨物線を2線増設し複々線化。1931年 （昭和6年）
4月10日 ：上野 - 日暮里間の回送線を複線化し8線化。日暮里 - 尾久間に回送線を2線増設し複々線化。7月15日：貨物支線下十条駅を北王子駅に改称。
8月1日：下十条駅（現・東十条駅 ）開業。
10月30日 ：笹川駅を安積永盛駅に改称。12月1日：蕨 - 与野間に貨物線を2線増設し複々線化。 1932年 （昭和7年）
5月1日：大宮 - 蓮田間の砂信号場、久喜 - 栗橋間の桜田信号場、栗橋 - 古河間の中田信号場廃止。
7月15日：与野 - 大宮間に貨物線を2線増設し複々線化。
7月25日 ：苦竹信号所を駅に変更して東仙台駅 開業。9月1日：赤羽 - 大宮間直流電化。
11月20日：二枚橋信号場を駅に変更して二枚橋駅（現・花巻空港駅 ）開業。
12月26日 ：幡谷信号場を駅に変更して品井沼駅 開業。1933年 （昭和8年）
1934年 （昭和9年）
2月1日：川口駅を岩手川口駅に改称。
2月15日：川口町駅を川口駅に改称。
6月1日：尻内 - 古間木（現・三沢）間でガソリンカーを運転開始[ 33]
12月1日：福島 - 松川間でガソリンカーを運転開始[ 33] 1936年 （昭和11年）
1937年 （昭和12年）2月1日：三ヶ尻信号場を駅に変更して六原駅 開業。1939年 （昭和14年）10月1日：西平内駅 開業。1943年 （昭和18年）
3月1日：有壁 - 一ノ関間に真柴信号場開設。
7月20日 ：瀬峰 - 新田間に梅ケ沢信号場開設。10月1日：滝沢 - 好摩間に渋民信号場、奥中山 - 小繋間に西岳信号場開設。 1944年 （昭和19年）
2月1日：石越 - 花泉間に油島信号場開設。
5月1日：塩竈線 多賀城前駅を陸前山王駅に改称。
6月15日 ：貨物支線 浪打 - 堤川 間開業[ 34] 8月1日：古間木 - 沼崎間に小川原信号場開設。
10月1日：花泉 - 有壁間に清水原信号場開設。
10月11日 ：轟信号場を駅に変更して陸奥市川駅 開業。白坂 - 白河間に磐城西郷信号場、日詰 - 矢幅間に古館信号場、矢幅 - 仙北町間に中通信号場、厨川 - 滝沢間に長根信号場、御堂信号場 - 奥中山間に吉谷地信号場、小繋 - 小鳥谷間に滝見信号場開設。11月11日 ：行人塚駅、三百人町駅、小田原東丁駅廃止。11月15日：陸前山王 - 品井沼間開業（海線・当初は貨物営業のみ）。塩竈線 岩切 - 陸前山王間を複線化し、東北本線に編入。新松島信号場、北塩釜信号場開設。
12月 ：新田 - 石越間に畑岡信号場開設。1945年 （昭和20年）8月15日：平泉 - 前沢間に衣川信号場 開設。1946年 （昭和21年）10月20日 ：貨物支線の浪打 - 堤川間休止[ 35] 1947年 （昭和22年）9月15日：カスリーン台風 による豪雨で各地に被害。栗橋駅 - 古河駅間で利根川の増水、蒲須坂駅 - 野崎駅で四か所が冠水、仙台駅 - 岩切駅間で道床流失および浸水、利府駅 - 赤沼駅間で道床流失、松山町駅付近浸水、小牛田駅付近で道床流失、瀬峰駅 - 梅ヶ沢駅間で土砂崩壊、平泉付近で衣川 堤防決壊による冠水など被害甚大[ 新聞 1] 1948年 （昭和23年）
4月24日 ：野内駅近くで野内川鉄橋で23両編成の貨物列車が脱線。機関車と貨車20両が川に転落して乗員2人死亡、1人重傷、[ 36] 8月1日：下野豊原駅を豊原駅に改称。
10月1日：目時信号場を駅に変更して目時駅 開業。
12月15日：五百川信号場を駅に変更して五百川駅 開業。
12月19日：杉田信号場を駅に変更して杉田駅 開業。 1949年 （昭和24年）3月1日：古館信号場を駅に変更して古館駅 開業。
1949年 （昭和 24年）
8月17日 ：松川 - 金谷川間で、上り列車が突如脱線転覆。乗員など3名死亡。現在も原因は「謎」とされ、『松川事件 』と呼ばれている。9月15日 ：御堂信号場 - 奥中山間の吉谷地信号場廃止。1950年 （昭和25年）
1951年 （昭和26年）
1952年 （昭和27年）
1953年 （昭和28年）
1954年 （昭和29年）
1955年 （昭和30年）
7月1日：清水原信号場を駅に変更して清水原駅 開業。
9月1日：新田 - 石越間複線化。 1956年 （昭和31年）
7月9日 ：陸前山王 - 品井沼間（海線）を旅客列車の主要ルートに変更。塩釜駅 開業。新松島信号場を駅に変更して新松島駅（現・松島駅 ）開業。10月2日 ：水沢 - 金ケ崎間複線化。10月8日 ：御堂信号場 - 奥中山間複線化。10月22日 ：品井沼 - 鹿島台間複線化[ 新聞 4] 11月19日 ：東京 - 田端間に電車線2線を増設し、東京 - 上野間が6線化、上野 - 日暮里間が10線化、日暮里 - 田端間が6線化。1957年 （昭和32年）
4月1日：下十条駅を東十条駅に改称。
9月27日 ：鹿島台 - 小牛田間複線化[ 新聞 5] 9月28日：有壁 - 一ノ関間複線化[ 新聞 5]
10月1日：乙供 - 千曳間に石文信号場開設。 1958年 （昭和33年）
1959年 （昭和34年）
4月7日 ：磐城西郷信号場を駅に変更して磐城西郷駅（現・新白河駅 ）開業。5月22日 ：宝積寺 - 黒磯間直流電化。7月1日：黒磯 - 白河間交流電化。
10月1日：沼崎駅を上北町駅に改称。
12月12日 ：宇都宮 - 岡本間複線化。1960年 （昭和35年）
3月1日 ：白河 - 福島間交流電化。10月1日：鏡石 - 須賀川間複線化。貨物支線 長町 - 東仙台間開業。
10月20日 ：片岡 - 矢板間複線化。10月31日 ：西那須野 - 東那須野間複線化。11月1日：盛岡 - 厨川間に青山信号場開設。
11月22日 ：安積永盛 - 郡山間複線化[ 新聞 6] 1961年 （昭和36年）
1962年 （昭和37年）
1月31日 ：東那須野 - 黒磯間複線化[ 新聞 10] 3月19日 ：宝積寺 - 氏家間複線化。4月5日：永井川信号場を駅に変更して南福島駅 開業。
4月11日 ：陸前山王 - 塩釜間複線化。4月15日：塩釜 - 新松島間複線化。北塩竈信号場廃止。
4月20日 ：（旧）松島 - 品井沼間（山線）廃止。新松島 - 品井沼間複線化。6月7日 ：野崎 - 西那須野間複線化。7月1日：利府 - 松島（旧）間廃止。新松島駅を松島駅に改称。愛宕駅 開業。
7月26日 ：花巻 - 二枚橋間複線化[ 新聞 11] 9月26日：本宮 - 杉田間複線化。
10月20日：須賀川 - 安積永盛間複線化。
11月30日 ：白河 - 久田野間複線化[ 新聞 12] 12月7日 ：五百川 - 本宮間複線化。12月10日 ：石越 - 油島間複線化。北福岡 - 金田一間に斗米信号場開設。1963年 （昭和38年）
1964年 （昭和39年）
1965年 （昭和40年）
6月30日：尻内 - 陸奥市川間複線化。
7月29日 ：槻木 - 岩沼間複線化。8月4日 ：青山信号場 - 厨川間複線化。青山信号場廃止。9月21日 ：渋民 - 好摩間複線化。9月22日：藤田 - 貝田間複線化。
9月24日：北白川 - 大河原間複線化。
9月25日：一戸 - 鳥越信号場間複線化。鳥越信号場開設。
9月27日：小繋 - 滝見信号場間複線化。
9月28日：福島 - 瀬上間複線化。
9月29日 ：西平内 - 土屋信号場間複線化。土屋信号場開設。10月1日：仙台 - 盛岡間、長町 - 宮城野 - 東仙台間交流電化。
12月14日 ：西岳信号場 - 小繋間複線化。1966年 （昭和41年）
3月21日 ：平泉 - 前沢間複線化。衣川信号場廃止。7月27日 ：浅虫 - 野内間、集中豪雨により土砂崩れ多数発生。長期運転見合わせ。8月22日 復旧。7月30日 ：大河原 - 船岡間複線化[ 37] 9月20日：東京起点642.910km地点（北高岩 - 尻内間） - 尻内間複線化[ 38]
9月22日：石文信号場 - 千曳間、東京起点694.970km地点（千曳 - 野辺地間） - 野辺地間複線化。
9月24日：土屋信号場 - 浅虫間複線化。土屋信号場廃止。
9月26日：奥中山 - 西岳信号場間複線化。西岳信号場廃止[ 39]
9月27日：梅内信号場 - 三戸間複線化[ 40]
9月28日：中目信号場 - 東白石間複線化[ 41]
10月1日：斗米信号場を駅に変更して斗米駅 開業。 1967年 （昭和42年）
2月27日 ：貝田 - 越河間複線化[ 42] 7月25日 ：滝見信号場 - 小鳥谷間複線化[ 43] 7月30日：三沢 - 姉沼信号場間複線化[ 44]
8月12日 ：東白石 - 北白川間複線化[ 45] 8月29日 ：桑折 - 藤田間複線化[ 46] 9月13日 ：伊達 - 桑折間複線化[ 47] 9月15日：岩手川口 - 沼宮内間複線化[ 48]
9月25日：三沢 - 向山間の複線工事現場で、隣接する使用中の本線を巻き込み路盤が崩壊。通りかかった急行貨物列車の11両が脱線転覆した。同区間の不通が続いたため、優等列車については花輪線、北上線を利用した迂回運転が行われた[ 新聞 20]
9月26日：船岡 - 槻木間複線化[ 49]
9月27日：東京起点597.031km地点（小鳥谷 - 一戸間） - 一戸間間複線化[ 50]
9月28日：瀬上 - 伊達間複線化[ 49]
9月29日：滝沢 - 渋民間複線化[ 51]
10月1日：与野 - 大宮間に電車線を2線増設し6線化[ 52] [ 新聞 21]
12月14日：金田一 - 目時間複線化[ 53]
12月16日 ：浅虫 - 野内間複線化[ 54] 1968年 （昭和43年）
4月25日 ：厨川 - 滝沢間複線化。長根信号場廃止。4月28日 ：三戸 - 諏訪ノ平間複線化。5月16日 ：剣吉 - 苫米地間複線化。なお、同日9時48分頃に発生した十勝沖地震 により、大きな被害が発生。27日 には復旧したが、ダイヤがほぼ正常に戻ったのは、全線複線化完成後の8月6日 だった。この間、特急 「はつかり 」は花輪線 に、急行列車は北上線 にそれぞれ迂回する措置が採られた[ 55] 5月20日：北高岩 - 東京起点642.910 km地点（北高岩 - 尻内間）複線化。
6月4日 ：沼宮内 - 御堂間複線化。6月9日 ：清水川 - 小湊間複線化。6月11日 ：鳥越信号場 - 北福岡間複線化。鳥越信号場廃止。6月17日 ：好摩 - 岩手川口間複線化。6月21日 ：北福岡 - 金田一間複線化。7月2日 ：小湊 - 西平内間複線化。7月8日 ：野辺地 - 清水川間複線化[ 56] 7月10日 ：苫米地 - 北高岩間複線化。7月12日 ：小鳥谷 - 一戸間複線化。7月15日：諏訪ノ平 - 剣吉間複線化。
7月20日：目時 - 梅内信号場間複線化。梅内信号場廃止。
7月21日 ：野内 - 青森間経路変更。新線上に東青森駅 開業。旧線上の浪打駅、浦町駅廃止。7月23日 ：上北町 - 乙供間複線化。7月29日：下田 - 三沢間複線化。
7月31日 ：陸奥市川 - 下田間複線化。8月3日 ：姉沼信号場 - 上北町間複線化。姉沼信号場廃止。8月5日 ：乙供 - 石文信号場間複線化、（新）千曳 - 東京起点694.970 km地点（千曳 - 野辺地間）間を複線の新線に切替え、東京 - 青森間全線複線化完成。千曳駅移転。石文信号場廃止。なお、旧線の千曳（西千曳 と改称） - 野辺地間は南部縦貫鉄道 に貸与し、同鉄道の起点は（旧）千曳駅から野辺地駅へ変更となった。8月22日：盛岡 - 青森間が交流電化。東京 - 青森間全線電化完成。
9月25日：赤羽 - 与野間に電車線を2線増設し6線化[ 新聞 22] [ † 8]
10月1日：ダイヤ改正（通称「ヨンサントオ」） が実施され、本線の全線（東京 - 青森間）の最高速度が120 km/hに引き上げ。優等列車の到達時間が大幅に短縮された。 1969年 （昭和44年）7月19日 ：3時59分、松島 - 塩釜間で、一ノ関発長町行貨物6650列車（現車25両、牽引機ED75 132）が脱線。1970年 （昭和45年）12月1日：北尻内信号場を駅に変更して八戸貨物駅 開業。1971年 （昭和46年）
1972年 （昭和47年）12月18日 ： 貨物支線 長町 - 宮城野間複線化[ 57] 1973年 （昭和48年）
1月16日 ：貨物支線 宮城野 - 東仙台間複線化[ 58] 4月1日：東京電車特定区間を東京近郊区間に改め、当線では東京 - 大宮間から東京 - 小山間に拡大。 1974年 （昭和49年）
1975年 （昭和50年）1月31日：秋葉原 - 田端操間の貨物営業廃止。1976年 （昭和51年）8月2日 ：盛岡 - 青森間CTC 化。1977年 （昭和52年）3月1日：郡山操車場を駅に変更して（貨）郡山貨物ターミナル駅 開業。1978年 （昭和53年）
5月12日：古河 - 栗橋間で上り特急ひばり4号が脱線。重軽傷者8人。温度が上昇してロングレールがゆがんだことが原因（ロングレールによる同種の事故は国内初）[ 新聞 23]
6月1日：瀬上駅を東福島駅に改称。
7月 ：石越 - 盛岡間CTC化。8月3日：仙台地区に通勤用417系 交直流電車が初登場。仙台 - 白石間に1日1往復の運転開始。
10月2日：岩切 - 利府間が交流電化[ 59] 北上操車場 開業。 1981年 （昭和56年）4月15日：（貨）東鷲宮駅開業。1982年 （昭和57年）
1983年 （昭和58年）
1984年 （昭和59年）
3月24日 ：古河駅付近高架化。12月1日：白河 - 石越間、岩切 - 利府間CTC化。 1985年 （昭和60年）
1986年 （昭和61年）11月1日：北上操車場廃止。浅虫駅を浅虫温泉駅に改称。矢田前駅 ・小柳駅 開業。1987年 （昭和62年）
1987年 （昭和 62年）4月1日 ：国鉄分割民営化により、東日本旅客鉄道が承継。貨物支線 田端操 - 北王子間のみ日本貨物鉄道が承継。1988年 （昭和63年）
3月13日 ：黒磯以南の普通列車において、新宿駅 ・池袋駅 発着列車の運行を開始（浦和駅は通過）。二枚橋駅を花巻空港駅に改称。8月29日 ：六原 - 北上間を走行中の貨物列車が、大雨による路盤流出のため、機関車などが脱線・横転。運転見合わせとなる。1989年 （平成 元年）
1990年 （平成2年）3月10日 ：上野 - （日暮里） - 尾久 - 赤羽 - 黒磯間で宇都宮線 1992年 （平成4年）3月14日 ：水郡線直通列車のみ安積永盛 - 郡山間の一部列車をワンマン化。1993年 （平成5年）10月3日 ：尾久 - 蓮田間にATS-Pを導入[ 61] 1995年 （平成7年）
3月24日：小牛田 - 盛岡間の一部列車をワンマン化[ 60]
12月1日：黒磯 - 郡山間の一部列車をワンマン化[ 62] 1996年 （平成8年）
1998年 （平成10年）
1999年 （平成11年）
6月1日 ：東京近郊区間を小山までから宇都宮まで拡大。7月1日 ：黒磯 - 石越間で新PRC、CTC使用開始。2000年 （平成12年）
3月11日：八戸 - 青森間の最高速度を従来の120 km/hから130 km/hに引き上げ[ 64]
4月1日：さいたま新都心駅 開業[ 65] 2001年 （平成13年）
2002年 （平成14年）12月1日：東北新幹線 八戸延伸に伴い、盛岡 - 目時間を第三セクターのIGRいわて銀河鉄道 に、目時 - 八戸間を第三セクターの青い森鉄道 （施設保有は青森県 ）に経営移管。東北本線の営業キロは631.3 km（支線含まず）となり、山陰本線 に次ぎ日本の在来線で2番目に長い路線となる。2003年 （平成15年）：白石 - 小牛田間、岩切 - 利府間でICカード乗車券「Suica」サービス開始。2004年 （平成16年）
10月16日 ：東京近郊区間およびICカード乗車券「Suica」首都圏エリアを宇都宮までから黒磯まで拡大。12月19日 ：宇都宮線 上野 - 古河間でATOS 使用開始。この年、浦和駅の高架化工事開始。 2005年 （平成17年）10月16日：野木 - 那須塩原間でATOS使用開始。2006年 （平成18年）9月18日 ：長町駅付近2.5 km（名取川 から広瀬川 まで）を高架化。2007年 （平成19年）3月18日 ：仙台空港線 との相互直通運転開始。太子堂駅 開業。2009年 （平成21年）
3月14日：矢吹 - 白石間でICカード乗車券「Suica」サービス開始。八戸 - 青森間の一部列車をワンマン化。
11月27日 ：新幹線開業後の経営移管を前提とした八戸 - 青森間の鉄道事業廃止届を国土交通省に提出[ 報道 3] 2010年 （平成22年）12月4日 ：東北新幹線新青森延伸に伴い、八戸 - 青森間を第三セクターの青い森鉄道（施設保有は青森県）に経営移管。東北本線の営業キロは535.3 km（支線含まず）の路線となり、山陰本線、東海道本線 に次ぎ日本の在来線で3番目に長い路線となる。2011年 （平成23年）
3月11日 ：東北地方太平洋沖地震 の発生により全線にわたり不通。仙台空港線との相互直通運転が休止。3月12日 ：田端操駅を田端信号場駅に、宮城野駅を仙台貨物ターミナル駅に改称。東京 - 宇都宮間が運転再開。3月15日 ：花巻 - 盛岡間が運転再開。3月16日 ：宇都宮 - 黒磯間が運転再開。3月17日 ：北上 - 花巻間が運転再開。3月20日 ：一ノ関 - 北上間が運転再開。3月29日 ：郡山 - 本宮間が運転再開。3月31日 ：仙台 - 岩切間が運転再開。4月2日 ：安積永盛 - 郡山間、名取 - 仙台間が運転再開。4月3日 ：岩沼 - 名取間が運転再開。4月5日 ：本宮 - 福島間、岩切 - 松島間、岩切 - 利府間が運転再開。4月6日 ：花泉 - 一ノ関間が運転再開。4月7日 ：福島 - 岩沼間が運転再開。同日の夜遅くに発生した東北地方太平洋沖地震の余震 の影響により、黒磯以北が再度不通となる。4月9日 ：安積永盛 - 本宮間、北上 - 盛岡間が運転再開。4月10日 ：本宮 - 福島間が運転再開。4月11日 ：水沢 - 北上間が運転再開。4月12日 ：福島 - 仙台間が運転再開。4月15日 ：一ノ関 - 水沢間が運転再開。4月17日 ：黒磯 - 安積永盛間、長町 - 仙台貨物ターミナル間が運転再開。4月21日 ：仙台 - 一ノ関間、仙台貨物ターミナル - 東仙台間、岩切 - 利府間が運転再開し全線で運転再開。7月23日 ：仙台空港線との相互直通運転が再開。9月21日 ：台風15号 が上陸する。白石 - 仙台間が大きな被害を受け、運休。9月25日：白石 - 仙台間で朝夕の列車の運転が再開。
9月27日 ：白石 - 仙台間で日中の列車の運転が再開。10月1日 ：仙台空港線 仙台空港駅までの相互直通運転を再開。2013年 （平成25年）3月16日：浦和駅の高架化工事完了。湘南新宿ラインが浦和駅への停車を開始。2014年 （平成26年）
4月1日：矢吹 - 平泉間と岩切 - 利府間が新設の仙台近郊区間となり、一ノ関駅と平泉駅でICカード乗車券「Suica」サービス開始。
7月1日：日本貨物鉄道の貨物支線 田端信号場 - 北王子間が廃止[ 報道 4] 2015年 （平成27年）
2016年 （平成28年）10月1日：東京電車特定区間で駅ナンバリング を設定。路線記号は、東京 - （日暮里） - 尾久 - 赤羽 - 大宮間（宇都宮線）が「JU」、東京 - 田端間（山手線）が「JY」、東京 - 大宮間（京浜東北線）が「JK」、東京 - 神田間（中央線快速電車）が「JC」、上野 - 日暮里間（常磐線快速電車）が「JJ」、赤羽 - 大宮間（貨物線）が「JS」、赤羽 - 武蔵浦和 - 大宮間（埼京線）が「JA」。2017年 （平成29年）
2018年 （平成30年）1月1日 - 1月3日 ：早朝の那須塩原 - 新白河間の列車、深夜の矢板 - 白河間の列車（1日・2日のみ）を運休し、黒磯駅構内を完全直流化。同駅盛岡方にデッドセクション を設け、地上切替から車上切替に変更[ 報道 7] 2019年 （令和 元年）10月12日 ：台風19号 の影響により、以下の区間で被害を受ける。
矢板 - 野崎間の箒川橋りょうおよび西那須野 - 那須塩原間の蛇尾川橋りょうで、護床工が変状[ 報道 8]
安積永盛 - 須賀川間で盛土・バラスト流出[ 報道 9]
瀬峰 - 梅ケ沢間で土砂流入[ 報道 9] 2020年 （令和2年）3月14日：黒磯 - 新白河間（一部白河まで）の列車をE531系電車5両編成でのワンマン運転に統一し[ 報道 10] 2022年 （令和4年）3月12日：宇都宮線の小山 - 宇都宮間と宇都宮 - 黒磯間（および日光線）にE131系電車 を投入し、宇都宮 - 黒磯間はE131系ワンマン列車・グリーン車無しに統一され、一部の小山駅発下り列車を除いて、宇都宮駅で系統分離された。2023年 （令和5年）
2024年 （令和6年）
1月23日 ：東北新幹線の架線 支障の影響による運休の救済のため、東京発仙台行きの臨時普通列車が運行[ 68] [ † 9] 3月16日：北上 - 盛岡間のワンマン列車における後乗り前降りを廃止。
東北本線の沿線には、東京都 台東区 から埼玉県 久喜市 にかけての区間及び宮城県 仙台市 から栗原市 にかけての区間を除く、ほぼ全ての区間にわたり国道4号 が並行している。なお、東京都台東区から埼玉県川口市 にかけては東京都道・埼玉県道58号台東川口線 ・東京都道306号王子千住夢の島線 ・国道122号 、川口市からさいたま市 にかけては埼玉県道35号川口上尾線 ・国道17号 ・国道463号 ・埼玉県道65号さいたま幸手線 ・埼玉県道164号鴻巣桶川さいたま線 、さいたま市から久喜市にかけては埼玉県道3号さいたま栗橋線 ・国道125号 が、また宮城県仙台市から栗原市にかけては国道45号 ・宮城県道8号仙台松島線 ・宮城県道35号泉塩釜線 ・国道346号 ・宮城県道19号鹿島台高清水線 ・宮城県道15号古川登米線 ・宮城県道29号河南築館線 ・宮城県道1号古川佐沼線 ・宮城県道36号築館登米線 ・国道398号 ・宮城県道・岩手県道183号若柳花泉線 ・国道342号 ・岩手県道・宮城県道187号大門有壁線 が東北本線と並行している。
黒磯駅を出ると列車はすぐにデッドセクション を通過し、直流電化 区間から交流電化 区間に入る。その後那珂川 を橋梁で通過し那須高原 に入って行き、黒田原駅 - 豊原駅 - 白河駅 にかけて、列車は関東地方 の北の尾根で栃木県 と福島県 の県境となる那須 ・八溝 の山間を抜けて行く。この付近は東北本線で最も標高 の高い地域（標高約400m）である。余笹川 の鉄橋を渡ると那須町 役場のある黒田原駅 となる。この駅は同じ町内の全国的観光地「那須高原」の喧騒さとは異なる、静かなたたずまいの小さな駅である。
豊原駅と白坂駅 の間の県境を流れる川である黒川 をまたぐ鉄橋は鉄道ファンの絶好の撮影地となっている。白坂からは東北地方 ・福島県に入る。白河地域は福島県中通り 地方の最南端であるが、この標高のため中通り地方で一番春 の訪れの遅い場所でもある。中通り地方の桜前線 は県北の福島市 より始まり白河市 に向かって南下して行く。新白河駅はもともと磐城西郷駅と称していたが、東北新幹線の停車駅となるのに伴い名称も新白河駅へと改称した。所在地は白河市ではなく西白河郡 西郷村 である。
列車は新白河駅 を経て白河駅 へと到着する。新白河駅の東隣となる白河は古くは令制国時代に念珠ヶ関 （ねずがせき）・勿来の関 （なこそのせき）と共に、蝦夷 （えみし）の侵入に備えた北方防衛の砦奥州三関 の一つに数えられた白河の関 が設けられた土地として知られ、古代街道の東山道 にあって江戸時代 には宿場町 かつ城下町 である。奥州街道 の道中奉行 管轄の終点と、延長部の起点との境となっており、現在も東北地方の玄関口に立地している。
列車はこの先、福島市の先まで丘陵地を縫うように進み標高を下げていく。沿線の平地には長閑な水田 が広がり、国内第4位の米産出高を有する福島県（平成18年度農業センサス）の特徴的な風景が見られる。鏡石には文部省唱歌 『牧場の朝 』のモデルとなった岩瀬牧場 があり、鏡石駅 のホームには牧場の朝の歌詞を載せたパネルが展示されている。須賀川市に入ると徐々に住宅街が現れ、須賀川駅 を通過すると再び水田と樹林の広がる郊外に入る。水郡線 が右手より合流する安積永盛駅 を通過すると左手に大きなイベントホールビッグパレットふくしま が現われ、都市部が目立ち始めると東北新幹線と接続し磐越西線 、磐越東線 、水郡線が発着する郡山駅 に到着する。郡山市 は明治 以前は小さな宿場がある寒村に過ぎなかったが、明治初期の安積疏水 の開削により現在では日本有数の米 の生産地となり、何より県の中心に存在することから相次いで鉄路 、道路 、高速交通網の整備がなされ、南東北の一大交通拠点都市として発展した。
郡山駅を出ると列車は安積原野の起伏の有る丘陵の中を進み五百川 の橋梁を渡る直前左手には郡山北部工業団地、右手に福島県農業総合センター の広大な敷地が、橋梁から五百川駅 の手前では左側にビール醸造の巨大な銀色のタンク群が目に飛び込んでくると間も無く本宮駅 となる。東北本線の車窓からよく目にした「酒は大七 」の巨大文字看板の醸造元や「奥の松 」で知られる二本松駅 まで来ると高村光太郎 の「智恵子抄 」に詠われた安達太良山 （活火山 ）が左手に迫る。
列車はこの後鬼婆 （おにばば）伝説で有名な安達ヶ原 、松川駅 などを通過し福島盆地 を眼下に見下ろしながら盆地 底まで急勾配を下って福島駅 に到着する。当駅から左手に見える山は同じく活火山の吾妻山 。吾妻連峰の雪うさぎ は春の田植え シーズンの到来を知らせてくれる。その麓の扇状地 は桃 など果物 の産地として知られる。また、これらの活火山のため郡山から福島にかけては磐梯熱海温泉 、岳温泉 、高湯温泉 、飯坂温泉 ほか、有名な温泉 が多い地域でもある。
福島駅を出ると、山形新幹線 、福島交通飯坂線 が左に折れ、東北新幹線は信夫山 トンネルを通過する。東福島駅 手前の矢野目信号場 で阿武隈川沿いの経路を進む阿武隈急行線 が東折する。列車はこの後霊山 （りょうぜん）の岩山を右手に見ながら、盆地底の標高約50m付近から県境の標高約200mの貝田駅 付近の国見峠 まで上り勾配を進む。この地域はかつて生糸に代表される繊維 産業が盛んな地域であり、眼下に信達平野 を望みながら時折のどかな田園風景の中に桑 畑を目にすることができる。
峠を越えると宮城県 に入り、蔵王連峰 を西に見ながら白石駅 に到着する。この先大河原駅 - 船岡駅 間では白石川 と併走するが、このあたりの桜並木は「一目千本桜」と呼ばれ、観光名所であると共に有数の撮影スポットでもある（花見 時期には列車の徐行も行われる）。槻木駅 で再び阿武隈急行線と合流し、阿武隈川 と共に高館丘陵 と亘理地塁山地 の間を抜けて仙台平野 に出る。岩沼駅 では右手より常磐線 が合流。浜堤 に沿って愛島丘陵 東端を迂回し、名取駅 に入ると仙台空港アクセス線 が合流する。仙台市 に入り、名取川 を渡ると長町 地区、広瀬川 を渡ると仙台市都心部 に入ってビルが立ち並ぶ風景が見えてくる。両河川を渡る際には、左手の大年寺山にある複数のテレビ塔 がライトアップ されているのが視野に入り、日没後であっても仙台駅がもう近いことがわかる。
仙台駅 を出ると宮城野橋 （X橋）周辺の高いビル群 が見える。七北田丘陵 東端をかすめて七北田川 を渡るとすぐ岩切駅 で利府支線 が左手に分岐し、東北新幹線 との並走区間も終わる。陸前山王駅 で仙台臨海鉄道 ・臨海本線 が右手に分岐すると、陸奥 国府 ・多賀城 南大門前にあった条坊制 都市の遺跡の上を突っ切り、松島丘陵 に入る。ここから塩釜駅 - 松島駅 間で仙石線 とからまるように並走し、一瞬だけ海や日本三景 の松島 が見える。この区間で仙石線・東北本線接続線 が右手に分岐する。松島丘陵を抜けると品井沼 干拓地を通り、大松沢丘陵 東端を越えて大崎平野 に入る。左手に陸羽東線 、右手に石巻線 が分岐する小牛田駅 を過ぎ、篦岳丘陵 西端をかすめて北上すると築館丘陵の東端に入り、長沼 とラムサール条約 に登録されている伊豆沼 ・内沼の間を抜け、左手に栗駒山 が見える栗原平野に入る。更に進むと石越駅 へ。朝夕には仙台方面からの列車が当駅まで運行されている拠点駅であると共に、2007年 3月までくりはら田園鉄道線 の起点駅でもあった。栗原電鉄 時代には、直流電化の電鉄線と東北本線との貨物交換用に、特注のディーゼル機関車 が留置されており、連絡線も敷設されていた。
石越駅を過ぎると、宮城県と岩手県 とを分ける丘陵地帯に入り、両県を行ったり来たりすることになる。岩手県の油島駅 ・花泉駅 および清水原駅 を過ぎて再び宮城県に戻ると、仙台を出てから旧・奥州街道 の道筋と大きく離れていた当線は、宮城県栗原市 に位置する有壁駅 で再び旧・奥州街道（および東北新幹線）と並走し始める。岩手県に戻ると間もなく北上盆地 に入り、同県南部の中心都市である一関市 の一ノ関駅 に到着。同駅は仙台駅以来の新幹線駅併設駅であり、大船渡線 への乗り換えや、厳美渓 、須川高原温泉 、奥州三十三観音霊場 などの名所へ向かう利用客で賑わう。
松島駅付近の路線図
国府多賀城 - 塩釜間
田尻 - 瀬峰間
一ノ関駅付近
一ノ関駅を出ると、北上川 西岸を延々と北上するルートとなる。次の平泉駅 では奥州藤原氏の威光を伝える世界遺産 ・平泉 への観光客が乗り降りする。その後、胆沢扇状地 の扇端をなぞるように北上し、途中で奥州市 の中心市街地にある水沢駅 へ到着する。田園地帯を走り胆沢川 を越えると、六原扇状地をなぞるように金ケ崎町 を北上。旧仙台藩 と旧盛岡藩 との旧・藩境を越えて新幹線駅併設の北上駅 に入る。北上駅を出るとすぐ秋田県 ・横手盆地 へと向かう北上線 が左手に分岐する。同駅周辺からは線形 が直線 の区間が多くなる。さらに北上して花巻駅 に着くと、花巻温泉郷 や宮沢賢治 縁りの地に向かう観光客で賑わう。花巻市 には同駅のほかに、釜石線 と東北新幹線が交差する新花巻駅 、岩手県唯一の空港・花巻空港 に最寄りの花巻空港駅 や似内駅 がある。紫波中央駅 付近から東北新幹線と並走するようになり、岩手山 が左手に見えてくると盛岡駅 に到着。同駅で田沢湖線 （秋田新幹線 ）や三陸海岸 方面へ延びる山田線 が分岐する。なお、他区間に比べて線形が極めて良いため、東北地方では珍しく100km/h以上で走行する普通列車も多数存在する。
北上川河畔から見た盛岡駅周辺と岩手山
現在、長距離都市間輸送およびビジネス輸送の多くを東北新幹線 が担っている[ † 10] 宇都宮線 区間は東京 への通勤路線および大宮 ・宇都宮 の各都市圏路線として、その他の区間も郡山・福島・仙台・盛岡などの地域の中心都市の生活路線として運行体系が組まれており、寝台特急列車が臨時含め廃止された2016年以降、遠隔都市間を結ぶ在来線列車は臨時列車 と貨物列車 のみとなっている。
東京駅から黒磯駅 までは直流、高久駅 以北はすべて交流でそれぞれ電化されており、黒磯駅と高久駅の間にデッドセクション が設けられている[ 69] 交直流電車 で運行されている普通列車のみで、交流電化区間から宇都宮線区間である黒磯駅以南の直流電化区間への普通列車の乗り入れは行われていない。
電化前の最盛期には黒磯駅を跨ぐ直通普通列車が毎日15往復設定されていた（優等客車を連結した普通列車・夜行普通列車含む）が、1959年 の黒磯駅以南の直流電化・同駅以北の交流電化後は毎日8往復へと減便され、代わって1965年 ・1968年 には当時最新鋭の特急・急行用電車（483系 ・455系 ・485系 ・583系 ）が相次いで投入され、長距離特急・急行列車が増便された。それでもなお客車による普通列車の運用が残されていた時代には朝昼中心に毎日数本は直通普通列車（いずれも客車普通列車）が設定されていたが、1978年 10月2日 のダイヤ改正で特急・急行列車が大幅増便されたことに伴って、上野駅 - 黒磯駅間での客車普通列車の運行が消滅し、黒磯駅を跨いだ普通列車は、急行「なすの」の間合い運用の宇都宮駅 - 白河駅間の列車だけとなり、その後完全に消滅した。その後、1982年 6月23日 には東北新幹線が開業し、東北本線在来線を走る特急・急行列車は徐々に新幹線経由での運行に切り替えられ、空いた在来線には中距離普通列車が増発された。
現在、旅客が黒磯駅を跨いで普通列車を利用する場合は、同駅において同駅以南で運行される直流電車と同駅以北で運行される交直流電車との相互乗り換えが必要となっているが、普通列車の本数および所要時間に関しては、客車時代に比べて利便性が高くなっている。電化後も含め、客車による長距離普通列車が運行されていた時代の上野 - 仙台間の所要時間は9時間30分から10時間30分程度かかっていたが、2015年には途中駅で乗り換えが必要ではあるものの、同区間の所要時間は概ね6時間15分から40分程度、遅くても7時間30分以内に短縮された。しかし黒磯駅構内直流化に先立って行われた2017年10月の改正後は所要時間が増加した乗り継ぎ例もある[ † 11]
東北新幹線が開業する1982年 以前は、東北本線在来線が東京対東北・北海道へのメインルートであったことや、沿線諸都市連絡のために多くの長距離優等列車が運行されていた。新幹線の部分開業後は、並行区間の長距離列車が新幹線経由での運行中心となり、当線を経由して会津若松や山形などの各都市へ向かっていた列車は一部が新幹線直行特急 へと発展を遂げたのを除いて、郡山駅などの各新幹線停車駅から乗り継ぎを行なう運行形態へと変更になったが、新幹線の終点から青森・北海道方面への連絡特急列車は残されていた。やがて東北新幹線の全線開業により、盛岡駅 以北がすべてJR東日本から経営分離されると、在来線経由で運行されている優等列車は当線経由で他路線沿線を目的地とする列車のみとなり、現在に至っている。
首都圏と北海道を結ぶ夜行列車 は2016年3月の北海道新幹線 の開業により全廃された。なお、前述のように経営分離された盛岡駅 - 青森駅間はIGRいわて銀河鉄道 と青い森鉄道 の路線を走行するため、この区間を経由する場合の運賃・特急料金には両社の運賃と両社線内の特急料金が加算されるが、2016年3月改正時点では該当する定期旅客列車はない。
以下に東北本線で運行されている列車を挙げる。強調 した区間が東北本線内を表す。東京駅 - 大宮駅間に乗り入れる高崎線直通列車については「高崎線 」を、東京駅 - 日暮里駅間に乗り入れる常磐線の列車については「常磐線 」を、過去の列車については「東北本線優等列車沿革 」の各記事を参照。
東北本線の普通・快速列車は、主に宇都宮駅 ・黒磯駅 ・新白河駅 ・郡山駅 ・福島駅 ・仙台駅 ・小牛田駅 ・一ノ関駅 でそれぞれ運行系統が分かれており、各区間内の需要に応じた区間列車が運転されている。このうち黒磯駅と一ノ関駅は、その前後にまたがって運行される定期列車は2023年11月現在ない。
前述のように、東京近郊では多数の運行系統が東北本線を走行している。運行形態の詳細については各路線・運行系統の記事を参照。
また、宇都宮線・高崎線および常磐線快速電車・常磐線では、上野駅 を発着する従来からの系統に加えて、JR発足後に次の運転形態が新設されている。
直通先は正式路線名である 。
●：全列車停車、▲：快速は通過、▼：平日ダイヤの快速は通過、━：全列車通過、＝：経由せず
中央線と埼京線はここでは省略する。
系統
直通先
東京駅
神田駅
秋葉原駅
御徒町駅
上野駅
鶯谷駅
日暮里駅
西日暮里駅
田端駅
尾久駅
上中里駅
王子駅
東十条駅
赤羽駅
川口駅
西川口駅
蕨駅
南浦和駅
浦和駅
北浦和駅
与野駅
さいたま新都心駅
大宮駅
直通先
上野駅
宇都宮線
伊東線 - 東海道本線●
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＝
＝
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東北本線
高崎線
伊東線 - 東海道本線
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＝
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▲
＝
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高崎線 - 上越線 - 両毛線
常磐線
東海道本線
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松戸方面
常磐線（ - 成田線 我孫子支線）
湘南新宿
宇都宮線
横須賀線 - 東海道本線 （含品鶴線 ）山手貨物線 新宿 ・池袋 経由━
＝
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●
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東北本線
高崎線
東海道本線（含品鶴線）
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＝
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高崎線 - 上越線 - 両毛線
京浜東北線
根岸線 - 東海道本線●
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▼
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▲
▲
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-
山手線
山手線 - 東海道本線
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池袋方面
山手線
「宇都宮線」の愛称を持つ東京駅・上野駅 - 黒磯駅間の中距離列車は直流電車で運行され、宇都宮駅 を境に系統が分割されている。宇都宮駅以南を運行する列車については原則として東京駅方面（上野東京ライン）・上野駅発着と新宿方面発着（湘南新宿ライン）の2本立てで運行し、一部は古河駅 ・小金井駅 で折り返す運転となっている。栃木県 ・茨城県 ・埼玉県 から東京 への通勤路線、そして宇都宮 の近郊路線であり、グリーン車 2両を連結した10両ないし15両編成の長編成列車を主体とに運行されている。2006年7月8日以前は、15両編成の列車は小金井駅 以北への乗り入れが不可能であり小金井駅において分割・併合作業が多く行われていたが、同日以降は小金井駅 - 宇都宮駅間でも15両編成の乗り入れが可能となり小金井駅で分割・併合作業を行う列車は減少した。また、朝の下り方面と夕方以降は快速「ラビット」[ † 12]
宇都宮駅 - 黒磯駅間は宇都宮の近郊路線であり、1時間に2 - 3本の運転である。早朝の1本の小山駅 始発黒磯駅行きを除いて終日宇都宮駅発着であり、小山駅始発の列車を含めて3両または6両編成によるワンマン運転 が実施され、普通列車グリーン車の営業も行われない。このほか、宇都宮駅 - 宝積寺駅間では烏山線 の列車も運行されている。一方で、黒磯駅以北へ直通運転する列車は、黒磯駅 - 新白河駅間が交直流電車と気動車[ † 13]
栃木県と福島県の県境域にわたる区間である。以前は交流電車中心に運用される新白河駅以北と一体的な運用が行われていたが、2018年（平成30年）1月1日から3日に行われた黒磯駅構内直流化に先立つ2017年（平成29年）10月14日に系統が分割され、交直流電車・気動車[ † 13] 白河 発黒磯行きが1本運行されているのみである。
運行本数は、1 - 2時間に1本程度である。
2020年3月14日のダイヤ改正からE531系付属編成による都市型ワンマン運転 が開始された。
この区間は福島県内の白河 ・須賀川 ・郡山・福島付近の短距離通勤通学輸送が主で、新白河駅・郡山駅・福島駅を始発・終着とする列車を中心に運行されている。概ね郡山駅で系統は分割されているが、朝夕の一部列車は直通運転する。
朝夕には福島以北に乗り入れる列車があるが、2013年（平成25年）3月16日のダイヤ改正で削減された。2021年（令和3年）3月13日のダイヤ改正では、下りの藤田以北への直通がなくなった。
運行本数は1時間に1本 - 2本程度である。朝晩には福島駅 - 松川駅間および郡山駅・福島駅 - 矢吹駅 間の運用があるほか、夜間留置の関係上、朝に白河駅 - 新白河駅間、夜に郡山発白河行きの区間列車が各1本運行されている。このほか、安積永盛駅 - 郡山駅間には水郡線 の普通列車が乗り入れる。
新白河駅 - 郡山駅間では、日中の一部列車がワンマン （車内精算型）で運行されている（多客が発生する場合は、ワンマンを解除し、車掌が乗務する）。
福島県と宮城県の県境域にわたる区間である。日中は白石駅で系統が分断されているが、朝夕と深夜には藤田駅発着と仙台駅 発着列車の運行がある。かつては終日にわたり仙台駅までの運行がなされ、昼前後の利用者の少ない閑散駅を通過する快速列車「仙台シティラビット 」（3往復）が運行されていたが、2021年3月のダイヤ改正で普通列車に置き換わる形で廃止された。
運行本数は基本的に1時間に1本である。
この区間についても日中の一部列車がワンマン（車内精算型）で運行されている（多客が発生する場合は、ワンマンを解除し、車掌が乗務する）。
宮城県 仙台市 の都市圏 輸送区間である。宮城県内の通勤通学・仙台商圏 の旅客が主体となっており、岩沼駅 からは常磐線 、名取駅 からは仙台空港アクセス線 系統の列車も乗り入れている。このほか槻木駅 を介して阿武隈急行線 と直通する列車も設定されている。基本的に仙台駅 が始発・終点となる列車が多いが、ラッシュ時には仙台駅をまたいで南北に直通する列車も数本設定されている。かつては仙山線 に直通する列車（2007年3月17日をもって廃止）も少数ながら運行されていた。
東北本線系統の1時間の運行本数は白石駅 - 仙台駅間が2 - 3本（昼間約20 - 30分間隔）である。また、岩沼駅 - 仙台駅間では常磐線から乗り入れる普通列車（1時間に1 - 2本）、名取駅 - 仙台駅間では仙台空港線 直通の普通・快速列車（1時間に1 - 3本）も運行され、名取駅 - 仙台駅間ではこれらの直通列車を含むと1時間に日中5 - 6本、朝夕は最大10本程度の列車が運行される。
→岩切駅から分岐して利府駅に至る通称「利府線」の区間については「
利府線 」を、陸前山王駅から分岐していた塩釜線については「
塩釜線 」を参照
この区間も仙台圏の都市圏輸送を担っており、仙台駅 - 松島駅・小牛田駅・石越駅・一ノ関駅方面間の列車のほか、仙台駅 - 岩切駅間では朝夕に利府線 （利府支線）との直通列車が、仙台駅 - 塩釜駅間[ † 14] 仙石線 ・石巻線 に直通する仙石東北ライン の快速・特別快速 列車も運行される。
1時間に1 - 2本の運行であるが、仙台駅 - 塩釜駅間では仙石東北ライン（高城町駅経由石巻駅・女川駅発着）を含めて2-3本程度である（「仙石線#東北本線との直通運転 」も参照）。
なお、仙石東北ラインの開業までは松島駅発着の区間列車が1時間に3本運行されていたが、開業後は一部時間帯を除いて廃止されている。
宮城県北部と岩手県南部およびその県境部にわたる区間であり、運行本数は1時間に1本程度である。朝と深夜に石越駅 発着の仙台方面への直通列車が設定されている。一ノ関駅 をまたいで盛岡方面に直通する定期列車は設定されていない。
当区間の南側は小牛田までの運行がほとんどであり、仙台方面との直通列車は朝夕の数往復のみとなっている。2015年3月13日までは日中でも仙台方面との直通列車が運行されており、一部列車は小牛田駅で列車編成の連結・切り離しが行われていたが翌日のダイヤ改正で系統分割された。
朝晩の一部列車を除き、2両編成のワンマン（車内精算型）運転が大半を占める。
岩手県内の一関 ・水沢 ・北上 ・花巻 ・盛岡 への通勤通学客輸送を主体とする区間である。運行本数は一ノ関駅 - 北上駅間が1時間に1本程度、北上駅 - 盛岡駅間が1時間に1 - 2本程度（30 - 60分間隔の運行）である。平日朝（6時台の日詰発は毎日運転）に日詰駅 - 盛岡駅間の区間列車が3.5往復、矢幅駅発着が1往復（IGRいわて銀河鉄道線直通）運行があり、平日朝は日詰駅 - 盛岡駅を中心に1時間あたり最大6本程度運転される。なお、2019年9月21日に岩手医科大学附属病院 （盛岡市内丸）が矢巾町 に新築移転したため、同日より平日朝に盛岡駅→日詰駅間で上り臨時列車が増発された[ 報道 12]
日中時間帯を中心に一部列車は2両編成のワンマンで運行されている。有人駅（一ノ関駅・平泉駅・前沢駅・水沢駅・金ケ崎駅）および北上駅 - 盛岡駅間各駅では全てのドアが開く（北上駅 - 盛岡駅間は駅で運賃収受を行う都市型ワンマン扱い）が、無人駅（山ノ目駅・陸中折居駅・六原駅）では先頭車両のみドアが開く（車内精算型）。朝夕は4両編成も多く運行される。
他路線との直通運転としては、花巻駅 - 盛岡駅間に釜石線直通列車が1日6往復（普通列車3往復および快速「はまゆり 」3往復）乗り入れている。また平日の朝時間帯にはいわて銀河鉄道線 に直通する列車が運行されており、滝沢駅 発着が2.5往復、いわて沼宮内駅 発着が1.5往復ずつのほか、花輪線 鹿角花輪駅 から上り1本が日詰駅まで乗り入れる。
朝の通勤時間に1日下り1本のみ運転されていた。水沢駅と盛岡駅の間を54分で結ぶ。
2023年 （令和5年）3月17日 をもって運転を終了した。
田端信号場駅 - 盛岡駅 間では、JR貨物が第二種鉄道事業として貨物列車 を運行している。
2014年3月ダイヤ改正[ 75] 大宮操車場 - 盛岡貨物ターミナル駅 間で1日約40往復（区間列車を含む）のコンテナ 高速貨物列車 が運行されており、臨時列車も設定されている。首都圏と東北各地や北海道を結ぶ貨物列車が多いが、東北本線貨物線（東北貨物線 ）から武蔵野線 または山手貨物線 、東海道本線 支線（東海道貨物線 ）を経由して東海道本線沿線の名古屋圏や近畿圏などを発着する列車も設定されている。このほか、東京湾 岸の根岸駅 ・川崎貨物駅 ・千葉貨物駅 を発着する石油 輸送列車が、宇都宮貨物ターミナル駅 まで1日3往復、郡山駅 まで1日2往復運行されている（いずれも定期列車の本数）。
東北本線内で定期貨物列車が発着する駅は、宇都宮貨物ターミナル駅・郡山貨物ターミナル駅 ・郡山駅・岩沼駅 ・仙台貨物ターミナル駅 ・水沢駅 ・盛岡貨物ターミナル駅である。また陸前山王駅 からは貨物専用の仙台臨海鉄道 に、小牛田駅 からは石巻線の貨物列車に接続している。
なお仙台付近の長町駅 - 東仙台駅 間では、旅客駅の仙台駅を経由しない貨物列車専用の支線（通称“宮城野貨物線”）を経由しており、仙台貨物ターミナル駅も同貨物線にある。
東京近郊の山手線 ・京浜東北線 ・埼京線 などや、高崎線 ・常磐線 直通列車の使用車両は当該記事を、特急列車については優等列車 で挙げられている各項目を参照。
黒磯駅 以南の直流電化区間は直流電車、同駅以北の交流電化区間は同駅 - 白河駅間で交直流電車 、新白河駅以北で交流電車 が使用される。また非電化線区に直通する列車には気動車などが使われる。
→仙台駅・岩切駅 - 利府駅間については「
利府線 」を参照
E231系近郊タイプ
E233系
E131系600番台
E531系
キハ110系
E721系
701系（仙台地区）
701系（盛岡地区）
特記ないものは貨物列車で運用。
交直流電気機関車 - 全区間を通して運用
交流電気機関車 - 黒磯駅以北の交流区間で運用
直流電気機関車 - 黒磯駅以南の直流区間（宇都宮線区間）で運用
ディーゼル機関車
EH500形
EF81形
ED75形
EF66形
EF210形
EH200形
DE10形
DD200形
管轄・路線距離（営業キロ ）： 全長572.0 km（支線含む）
東日本旅客鉄道（第一種鉄道事業者 ）：
東京駅 - 盛岡駅 535.3 km[ † 15]
日暮里駅 - 尾久駅 - 赤羽駅 7.6 km
赤羽駅 - 武蔵浦和駅 - 大宮駅 18.0 km（埼京線 ）
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅 6.6 km（通称：宮城野貨物線）
岩切駅 - 利府駅 4.2 km（通称：利府支線 ）
松島駅 - 高城町駅間 0.3 km（通称：仙石線・東北本線接続線 ）
日本貨物鉄道 （第二種鉄道事業者 ）：
田端駅 - 盛岡駅 (528.2 km)
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅 (6.6 km)
軌間 ：1067 mm駅数：
旅客駅：145駅（支線含む。起終点駅および仙台貨物ターミナル駅を除く）
東北本線所属の旅客駅に限定した場合、上記駅数から東京駅（東海道本線所属[ 30] [ 30] [ 30]
貨物駅：5駅（仙台貨物ターミナル駅以外の旅客併設駅を除く）
複線区間：
複々線 以上：
複単線 ：
複線 ：
大宮駅 - 東仙台駅間
東仙台信号場 - 盛岡駅間
尾久駅 - 赤羽駅間
赤羽駅 - 武蔵浦和駅 - 大宮駅間
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅間 単線 ：いずれの区間も支線
電化区間：松島駅 - 高城町駅間を除く全線
直流 1,500 V：
東京駅 - 黒磯駅間
日暮里駅 - 尾久駅 - 赤羽駅間
赤羽駅 - 武蔵浦和駅 - 大宮駅間 交流 20,000 V 50 Hz：
黒磯駅 - 盛岡駅間
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅間
岩切駅 - 利府駅間 デッドセクション ：黒磯駅 - 高久駅間、車上切替式
閉塞方式
保安装置 [ 76] D-ATC
東京駅 - 田端駅 - 大宮駅間の電車線（山手線・京浜東北線） ATACS
ATS-P
東京駅 - 日暮里駅 - 尾久駅 - 赤羽駅 - 黒磯駅
田端信号場駅 - 赤羽駅 - 大宮駅間（東北貨物線） ATS-Ps
ATS-SN
黒磯駅 - 白石駅間
小牛田駅 - 盛岡駅間
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅間
岩切駅 - 利府駅間 最高速度：
東京駅 - 盛岡駅間 120 km/h
田端信号場駅 - 赤羽駅間（東北貨物線） 95 km/h
赤羽駅 - 大宮駅間（東北貨物線） 120 km/h
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅間（宮城野貨物線） 100 km/h
岩切駅 - 利府駅間（利府支線） 95 km/h
運転指令所 ：
東京駅 - 黒磯駅間 東京総合指令室（東京駅 - 那須塩原駅間ATOS ）
黒磯駅 - 石越駅間 仙台総合指令室 (CTC )
石越駅 - 盛岡駅間 盛岡総合指令室 (CTC)
田端信号場駅 - 大宮駅間（東北貨物線） 東京総合指令室 (ATOS)
長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台信号場間（宮城野貨物線） 仙台総合指令室 (CTC)
岩切駅 - 利府駅間（利府支線） 仙台総合指令室 (CTC)
運転取扱駅（駅が信号を制御、運行を管理）：黒磯駅、郡山駅、福島駅、小牛田駅、一ノ関駅、盛岡駅
準運転取扱駅（入換時は駅が信号を制御）：岩沼駅、仙台貨物ターミナル駅 旅客運賃・乗車券関連
旅客運賃体系：電車特定区間を除いて幹線 運賃
東京近郊区間 （旅客営業規則 による）：東京駅 - 黒磯駅間（尾久駅経由の支線および武蔵浦和駅経由の支線〈埼京線〉を含む）仙台近郊区間 （旅客営業規則による）：矢吹駅 - 平泉駅間、岩切駅 - 利府駅、松島駅 - 高城町駅間電車特定区間 ：東京駅 - 大宮駅間（尾久駅経由の支線および武蔵浦和駅経由の支線〈埼京線〉を含む）
IC 乗車カード 対応区間：
Suica 首都圏エリア：東京近郊区間に同じSuica仙台エリア：矢吹駅 - 小牛田駅 間、一ノ関駅、平泉駅、岩切駅 - 利府駅間、松島駅 - 高城町駅間
Suica盛岡エリア：北上駅 - 盛岡駅間 JR東日本の各支社の管轄区間は、以下のようになっている。
各年度の平均通過人員 （人/日）は以下のとおりである。
年度
平均通過人員（人/日）
出典
全区間
2011年度（平成23年度）
77,463
[ 77]
2012年度（平成24年度）
78,867
2013年度（平成25年度）
80,401
2014年度（平成26年度）
79,492
2015年度（平成27年度）
81,516
2016年度（平成28年度）
82,275
[ 78]
2017年度（平成29年度）
83,778
2018年度（平成30年度）
84,567
2019年度（令和元年度）
84,442
[ 79]
2020年度（令和0 2年度）
59,395
2021年度（令和0 3年度）
62,477
2022年度（令和0 4年度）
69,654
2023年度（令和0 5年度）
74,906
[ 80]
年度
平均通過人員（人/日）
出典
東京 - 大宮（王子経由、尾久経由）
大宮 - 古河
古河 - 宇都宮
宇都宮 - 黒磯
2011年度（平成23年度）
577,799
155,293
43,372
14,686
[ 77]
2012年度（平成24年度）
585,193
156,374
44,633
15,322
2013年度（平成25年度）
595,011
158,091
46,073
16,033
2014年度（平成26年度）
590,537
155,179
45,144
15,486
2015年度（平成27年度）
609,348
157,680
46,451
15,413
2016年度（平成28年度）
618,066
156,515
46,343
15,284
[ 78]
2017年度（平成29年度）
630,228
157,963
47,551
15,988
2018年度（平成30年度）
637,751
157,897
48,203
16,011
2019年度（令和元年度）
636,098
155,366
48,033
16,391
[ 79]
2020年度（令和0 2年度）
446,909
102,717
29,720
12,845
2021年度（令和0 3年度）
461,677
113,040
34,502
14,012
2022年度（令和0 4年度）
514,206
128,345
40,369
14,958
2023年度（令和0 5年度）
553,296
138,338
44,516
15,835
[ 80]
年度
平均通過人員（人/日）
出典
黒磯 - 新白河
新白河 - 郡山
郡山 - 福島
福島 - 白石
白石 - 岩沼
岩沼 - 仙台
仙台 - 松島・高城町
松島 - 小牛田
小牛田 - 一ノ関
岩切 - 利府
2011年度（平成23年度）
1,990
5,814
9,948
5,574
14,540
40,357
21,794
9,908
2,245
5,228
[ 77]
2012年度（平成24年度）
2,451
6,544
10,677
6,057
15,523
42,855
22,812
10,674
2,475
5,479
2013年度（平成25年度）
2,824
7,034
11,303
6,393
15,988
44,473
23,240
11,052
2,630
5,595
2014年度（平成26年度）
2,557
6,698
11,006
6,076
15,490
44,301
22,522
10,341
2,454
5,591
2015年度（平成27年度）
2,397
6,566
10,968
5,910
15,523
44,926
24,807
10,256
2,212
5,718
2016年度（平成28年度）
2,253
6,416
10,770
5,745
15,385
45,313
25,880
10,057
2,180
5,586
[ 78]
2017年度（平成29年度）
2,410
6,539
10,845
5,931
15,518
46,500
26,032
9,833
2,187
5,704
2018年度（平成30年度）
2,348
6,523
10,860
5,932
15,506
46,821
26,298
9,790
2,203
5,785
2019年度（令和元年度）
2,923
7,028
11,211
6,471
15,913
47,333
26,272
9,908
2,424
5,627
[ 79]
2020年度（令和0 2年度）
2,620
5,837
8,711
4,798
11,851
35,847
19,629
7,567
2,050
4,309
2021年度（令和0 3年度）
3,087
6,518
9,884
5,532
13,161
38,199
21,350
8,150
2,339
4,967
2022年度（令和0 4年度）
3,402
7,063
10,579
6,549
14,519
42,138
23,215
8,693
2,571
5,257
2023年度（令和0 5年度）
3,616
7,550
11,239
6,681
15,392
45,176
24,941
9,246
2,769
5,501
[ 80]
年度
平均通過人員（人/日）
出典
一ノ関 - 北上
北上 - 盛岡
2011年度（平成23年度）
4,418
12,052
[ 77]
2012年度（平成24年度）
4,697
12,487
2013年度（平成25年度）
4,858
12,749
2014年度（平成26年度）
4,858
12,459
2015年度（平成27年度）
4,444
11,986
2016年度（平成28年度）
4,421
11,951
[ 78]
2017年度（平成29年度）
4,422
12,001
2018年度（平成30年度）
4,362
11,863
2019年度（令和元年度）
4,581
11,814
[ 79]
2020年度（令和0 2年度）
3,956
9,961
2021年度（令和0 3年度）
4,191
10,287
2022年度（令和0 4年度）
4,442
10,732
2023年度（令和0 5年度）
4,652
11,020
[ 80]
（貨）は貨物専用駅。それ以外の駅で◆・◇・■を付した駅は貨物取扱駅を表す（◇は定期貨物列車の発着なし、■はオフレールステーション ）
東京口における路線図 ここではこの区間に存在する全駅の駅名と主要な駅（主に支線・他路線の分岐点や運行上の拠点駅）のキロ程のみを記す。各駅のキロ程・停車駅・接続路線・所在地などの詳細については各運行系統記事（上野東京ライン ・宇都宮線 ・高崎線 ・湘南新宿ライン ・埼京線 ・京浜東北線 ・山手線 ）を参照。なお田端信号場駅 - 大宮駅間の貨物施設に関しては東北貨物線 を参照。
() 内は起点からの営業キロ
本線
東京駅 (0.0 km) - 神田駅 (1.3 km) - 秋葉原駅 (2.0 km) - 御徒町駅 - 上野駅 (3.6 km) - 鶯谷駅 - 日暮里駅 (5.8 km) - 西日暮里駅 - 田端駅 ・田端信号場駅 (7.1 km) - 上中里駅 - 王子駅 - 東十条駅 - 赤羽駅 (13.2 km) - 川口駅 - 西川口駅 - 蕨駅 - 南浦和駅 (22.5 km) - 浦和駅 - 北浦和駅 - 与野駅 - さいたま新都心駅 - （大宮操車場 ） - 大宮駅 (30.3 km) - 土呂駅 - 東大宮駅 - 蓮田駅 - 白岡駅 - 新白岡駅 - 久喜駅 (48.9 km)- 東鷲宮駅 ◇ - 栗橋駅 - 古河駅 - 野木駅 - 間々田駅 - 小山駅 ◇ (80.6 km) - 小金井駅 - 自治医大駅 - 石橋駅 - （貨）宇都宮貨物ターミナル駅 - 雀宮駅 - 宇都宮駅 ◇ (109.5 km) - 岡本駅 - 宝積寺駅 ◇ (121.2 km) - 氏家駅 - 蒲須坂駅 - 片岡駅 - 矢板駅 ■ - 野崎駅 - 西那須野駅 - 那須塩原駅 - 黒磯駅 (163.3 km)支線（尾久経由）
日暮里駅 (0.0 km) - 尾久駅 (2.6 km) - 赤羽駅 (7.6 km)
支線（武蔵浦和経由・埼京線）
赤羽駅 (0.0 km) - 北赤羽駅 - 浮間舟渡駅 - 戸田公園駅 - 戸田駅 - 北戸田駅 - 武蔵浦和駅 (10.6 km) - 中浦和駅 - 南与野駅 - 与野本町駅 - 北与野駅 - 大宮駅 (18.0 km)
仙 ：特定都区市内 制度における「仙台市内」の駅累計営業キロは東京駅からの距離
停車駅
普通…すべての旅客駅に停車
快速…●：全列車停車、▲：一部の列車が停車、｜：全列車通過、∥：ホームを経由しない
仙台空港線直通の快速および、仙石東北ラインの快速列車の詳細は路線記事をそれぞれ参照
^ 水郡線の路線の終点は安積永盛駅だが、列車はすべて郡山駅へ乗り入れる。
^ 一部列車は仙台駅まで乗り入れる。
^ 路線としての終点は岩沼駅だが、旅客列車はすべて仙台駅まで乗り入れる。
^ 仙台空港アクセス線の列車はすべて仙台駅発着である。
^ 昼を除き仙台方面へ乗り入れる。
^ 気仙沼線の路線の起点は石巻線前谷地駅 だが、列車は多くが小牛田駅へ乗り入れている。
2023年度の時点で、JR東日本自社による乗車人員集計[ 81]
次の市区町村も通るが、駅はない。
郡山貨物ターミナル - 郡山間に郡山南駅（仮称）設置計画がある[ 82]
全区間交流電化
累計営業キロは東京駅からの距離
停車駅
普通…すべての旅客駅に停車
快速＝快速「はまゆり 」…●：全列車停車、○：53・54号のみ停車、｜：全列車通過
全列車釜石線釜石駅発着。釜石線内の停車駅は路線記事 または列車記事を参照
この区間は全駅岩手県 内に所在 2023年度の時点で、JR東日本自社による乗車人員集計[ 81]
村崎野 - 花巻間に新駅設置の要望がある[ 83]
() 内は起点からの営業キロ
利府線 岩切駅 (0.0) - 新利府駅 (2.5) - 利府駅 (4.2)
仙石線・東北本線接続線 松島駅 (0.0) - 高城町駅 (0.3)
全区間非電化・単線
松島駅には仙石線・東北本線接続線のホームが設けられないため、本線との乗換駅は仙台寄りの隣の駅である塩釜駅となる。 この区間は全駅宮城県 仙台市 内に所在。
仙台駅で夜間工事が行われた際（特に東北新幹線 工事の行われた1970年代後半が中心であった）、「はくつる」・「ゆうづる」・「北斗星」・「カシオペア」・「八甲田」といった仙台駅を深夜に発着、または通過する夜行列車が同駅を避けてこの貨物線を経由して運転を行ったことがある。このとき、仙台停車が必要とされた列車は、長町駅に停車していた。
1897年廃止区間
宇都宮駅 - 古田駅 - 長久保駅 - 矢板駅 1946年休止区間（貨物支線）
浪打駅 - 堤川駅 1962年廃止区間
利府駅 - 赤沼信号場 - （旧）松島駅 - 品井沼駅 1968年廃止区間
野内駅 - 浪打駅 - 浦町駅 - 青森駅 1971年廃止区間（貨物支線、須賀線）
王子駅 - 須賀駅 1974年廃止区間（貨物支線）
宮城野駅 - 仙台市場駅2014年廃止区間（貨物支線、北王子線 ）
田端信号場駅 - 北王子駅
新幹線延伸によって第三セクターに移管された区間。盛岡駅 - 目時駅間がIGRいわて銀河鉄道 、目時駅 - 青森駅間は青い森鉄道 （運行）・青森県 （保有）へ移管されている。設置駅・駅名は移管前日時点のもの。
() 内の数値は盛岡駅 - 八戸駅間の経営分離以前に使用されていた東京駅からの営業キロ（主要駅と会社境界駅 のみ記載）
この区間の現状の詳細については「いわて銀河鉄道線 」「青い森鉄道線 」を参照 2002年12月1日移管区間
盛岡駅 (535.3) - 厨川駅 - 滝沢駅 - 渋民駅 - 好摩駅 (556.6) - 岩手川口駅 - 沼宮内駅 （現在のいわて沼宮内駅）(567.3) - 御堂駅 - 奥中山駅 （現在の奥中山高原駅） - 小繋駅 - 小鳥谷駅 - 一戸駅 - 二戸駅 (606.1) - 斗米駅 - 金田一温泉駅 - 目時駅 (617.3) - 三戸駅 (622.8) - 諏訪ノ平駅 - 剣吉駅 - 苫米地駅 - 北高岩駅 - 八戸駅 (643.2)2010年12月4日移管区間
八戸駅 (643.2) - （貨）八戸貨物駅 - 陸奥市川駅 - 下田駅 - 向山駅 - 三沢駅 (664.2) - 小川原駅 - 上北町駅 - 乙供駅 - 千曳駅 - 野辺地駅 (694.6) - 狩場沢駅 - 清水川駅 - 小湊駅 - 西平内駅 - 浅虫温泉駅 - 野内駅 - 矢田前駅 - 小柳駅 - 東青森駅 - 青森信号場 - 青森駅 (739.2)
廃止区間 にあったものを除く。
行人塚駅：1944年11月11日廃止、長町 - 三百人町間
三百人町駅：1944年11月11日廃止、行人塚 - 仙台間
小田原東丁駅：1944年11月11日廃止、仙台 - 東仙台間
廃止区間 にあったもの、駅に変更されたものを除く。
田端北部信号所 ：廃止日不明（大正年間?）、田端 - 上中里間小谷場信号所 ：1921年10月1日廃止、蕨 - 南浦和間砂信号場 ：1932年5月1日廃止、土呂 - 東大宮間桜田信号場 ：1932年5月1日廃止、東鷲宮 - 栗橋間中田信号場(1)：1932年5月1日廃止、栗橋 - 古河間
中田信号場(2)：1952年9月26日廃止、栗橋 - 古河間
蛇尾川信号場：廃止日不明、西那須野 - 東那須野（現：那須塩原）間
黒川信号場：1920年11月5日廃止、黒田原 - 豊原間
中目信号場：1966年9月28日廃止、越河 - 白石間
津田仮信号場：1911年12月19日廃止、白石 - 大河原間
北塩釜信号場：1962年4月15日廃止、塩釜 - 松島間
谷地中信号場：1948年7月1日廃止、小牛田 - 田尻間
畑岡信号場：1950年10月1日廃止、新田 - 石越間
真柴信号場：1957年9月28日廃止、有壁 - 一ノ関間
衣川信号場 ：1966年4月21日廃止、平泉 - 前沢間北上信号場 ：（旧）北上操車場、1987年1月廃止、六原 - 北上間飯豊信号場：1952年11月16日廃止、村崎野 - 花巻間
長根信号場 ：1968年4月26日廃止、厨川 - 巣子間吉谷地信号場：1949年9月15日廃止、御堂 - 奥中山（現：奥中山高原）間
西岳信号場 ：1966年9月26日廃止、奥中山（現：奥中山高原） - 小繋間滝見信号場 ：1967年7月25日廃止、小繋 - 小鳥谷間鳥越信号場 ：1968年6月11日廃止、一戸 - 北福岡（現：二戸）間梅内信号場：1968年7月20日廃止、目時 - 三戸間
姉沼信号場：1968年8月3日廃止、小川原 - 上北町間
石文信号場：1968年8月5日廃止、乙供 - 千曳間
土屋信号場：1966年9月24日廃止、西平内 - 浅虫（現：浅虫温泉）間
IGR転換区間
青い森鉄道転換区間
八戸駅（南部鉄道営業当時は尻内駅）：
三沢駅：十和田観光電鉄線 - 2012年4月1日廃止
千曳駅：南部縦貫鉄道線 （1968年8月4日まで）
野辺地駅
大湊線 南部縦貫鉄道線（1968年8月5日から） - 1997年5月6日休止、2002年8月1日廃止
^ a b 駅案内等で直通先の路線名をそのまま使用しているもの（東京駅 - 田端駅 間の山手線 や安積永盛駅 - 郡山駅 間の水郡線 など）は除く。
^ 狭義においては東京駅 - 上野駅間の路線系統名であるが、東北本線（宇都宮線）系統の列車は、本線の宇都宮駅まで走行するため、広義においては東京駅 - 尾久駅 - 宇都宮駅間となる。
^ 電車線 、すなわち山手線 （ただし、東京駅 - 田端駅 間のみで専用線を走行）・京浜東北線 が走る区間^ 列車線、本来の東北本線の列車（現在の宇都宮線）が走る区間
^ 国鉄時代からの「線路名称 」及びJR発足以降の「JR線路名称公告」による場合。なお、国土交通省鉄道局監修『鉄道要覧 』及び国鉄分割民営化時に当時の運輸省 に提出された「事業基本計画」では全線を東北本線とは別の路線として記載している[ 3]
^ a b c d 正式には山手線は品川駅 - 新宿駅 - 田端駅 間の路線であり、京浜東北線は大宮駅 - 東京駅 - 横浜駅 間の電車線 の通称、埼京線は大崎駅 - 池袋駅 - 赤羽駅 - 武蔵浦和駅 - 大宮駅間の通称である。また中央本線・常磐線の正式な起点はそれぞれ神田駅 ・日暮里駅 である。東京駅 - 大宮駅間の山手線・京浜東北線・中央線・常磐線の線路、赤羽駅 - 大宮駅間の埼京線の線路はすべて東北本線に含まれている。
^ 「国有鉄道線路名称」での区間は、「東北線」の東北本線に〔大宮 - 白石蔵王 - 古川 - 盛岡〕（1985年〔昭和60年〕3月の上野駅延伸開業時以降は〔上野 - 白石蔵王 - 古川 - 盛岡〕）と記載[ 18] [ 19] 実キロ を採用している[ 20] [ 21]
^ さいたま車両センター 出入口に設置されている京浜東北線南行を横断する私道 上の踏切を除く。^ 東京駅、上野駅、大宮駅、小山駅、宇都宮駅、那須塩原駅、新白河駅、郡山駅、福島駅、白石蔵王駅、仙台駅
^ しかし、並行在来線は、東京駅 - 上野駅 - 盛岡駅間については東北本線として、盛岡駅 - 目時駅間はIGRいわて銀河鉄道 いわて銀河鉄道線 、目時駅 - 青森駅間は青い森鉄道 青い森鉄道線 として現存しており、区間によっては直通列車がなく乗り継ぎが必要となるものの、新幹線を使わず在来線のみでも長距離移動が可能。
^ 上野7時57分（土休日8時00分）発だと2015年6月時点で仙台14時13分着、2018年3月改正時点で13時55分着となり、むしろ所要時間が短縮され6時間を切った例もある[ 70]
^ 他に平日には通勤快速が運転されていたが、2021年3月13日のダイヤ改正をもって終了。
^ a b 気動車（キハ110系）の運用は2020年3月14日のダイヤ改正をもって終了。
^ 正式には松島駅までが本線走行区間の扱いだが、仙石東北ラインの列車は松島駅に停車しない。
^ 国有鉄道線路名称上は東京駅 − 神田駅間1.3 kmは中央本線と重複していたが、1987年4月以降の中央本線は神田駅起点であり重複していない。
^ 先行列車は固定閉塞で捕捉するが、自列車は閉塞単位で減速・停止するのではなく、先行列車のいる閉塞の手前で停止するように制御される。JR東日本では同項第3号による方式と合わせて「ATC方式」と呼称している。
^ いわゆる移動閉塞 方式。JR東日本では同項第2号による方式と合わせて「ATC方式」と呼称している。
^ 正式な起点は好摩駅だが、列車はすべていわて銀河鉄道線経由で盛岡駅へ乗り入れる。
^ a b c 『停車場変遷大事典 国鉄・JR編』1998年（JTB発行）
^ 国土交通省鉄道局監修『平成二十六年度 鉄道要覧』電気車研究会・鉄道図書刊行会 p.21
^ 国土交通省鉄道局監修 『鉄道要覧』各年度版「東日本旅客鉄道株式会社 東北新幹線」掲載頁 電気車研究会・鉄道図書刊行会
^ 国土交通省 資料 鉄道：我が国の鉄道貨物輸送『鉄道貨物輸送へのモーダルシフト』^ a b c d e f g 大町雅美著『郷愁の野州鉄道 -栃木県鉄道秘話-』（随想社刊）
^ 鉄道唱歌 第三集 『奥州線・磐城線編』^ 大日本帝国 陸地測量部 明治25年測図「喜連川」
^ 『日本鉄道株式会社 明治三十四年年報 』（国立国会図書館デジタルコレクション）
^ a b c d e 大蔵省印刷局 [編] (1909年). “鉄道院告示第54号 官報 1909年10月12日 ”. 国立国会図書館デジタルコレクション . 国立国会図書館. p. 305. 2024年3月10日 閲覧。
^ a b c 「線名索引」『国鉄監修 交通公社の時刻表』各年各号、日本交通公社出版事務局、東北線掲載頁。
^ a b c 「線名索引」『時刻表』各年各号、日本国有鉄道（謹呈版も含む）、東北線掲載頁。
^ 原口隆行 著、宮脇俊三 編 『時刻表でたどる鉄道史』 明治42年1909年の項 1998年（JTB発行）^ 『とちぎ20世紀 下巻』下野新聞とちぎ20世紀取材班編、2001年（下野新聞社発行）
^ 東日本旅客鉄道 「2010年度 会社要覧」
^ 関長臣『新幹線』保育社〈カラーブックス 593〉、5頁。 ^ 「線名索引」『国鉄監修 交通公社の時刻表』1982年10月以前の各年各号、日本交通公社出版事務局、各線路名掲載頁。 ^ 「線名索引」『時刻表』1982年10月以前の各年各号、日本国有鉄道（謹呈版も含む）、各線路名掲載頁。 ^ a b 「線名索引」『国鉄監修 交通公社の時刻表』1982年11月以降の各年各号、日本交通公社出版事務局、「東北線」東北本線掲載頁。
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^ 「東北新幹線」『JTB時刻表』各年各号、JTBパブリッシング、営業キロ掲載頁。 ^ 「東北新幹線」『JR時刻表』各年各号、交通新聞社、営業キロ掲載頁。 ^ 『官報』昭和61年12月20日号（第17956号）
^ 国土交通省鉄道局監修「東日本旅客鉄道」『鉄道要覧』 各年度版、電気車研究会・鉄道図書刊行会、東北線・東北新幹線掲載頁。 ^ 原口隆行 著『時刻表でたどる特急・急行史』（JTB発行）^ 日本交通公社『時刻表』各号
^ 東日本旅客鉄道 会社概要 2010年版
^ a b 殖産興業政策と野蒜築港 （日本貿易振興機構 アジア経済研究所 ）
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経路図における参考文献
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