특급 열차는 삿포로역 - 왓카나이역 구간을 직통하는 "소야"를 1회 왕복, 아사히카와역 - 왓카나이역 구간을 운행하는 "사로베쓰"를 2회 왕복 운행하고 있다. "사로베쓰"에 대해서는, 삿포로 역 - 아사히카와 역의 특급 "라일락"과 간접 환승으로 연결되는 시간표로 운행하고 있다.
이 외에, 세키호쿠 본선 계통의 열차로, 특급 "오호츠크", "다이세쓰", 특별 쾌속 "기타미"를 운행하고 있다.
지역 운송
나요로 역을 경계로 남북의 운전 계통이 나뒤며, 직통하는 경우에도 반드시 열차 번호가 바뀐다.
쾌속, 보통 열차는 모두 1인 운전이며, 문은 기본적으로 앞 칸만 열린다. 유인역 중 영업시간 내에 개찰구를 모두 이용할 수 있는 아사히카와 역은, 마지막 열차까지 모든 문을 열고, 영업시간 중 일부 시간에만 개찰구를 이용할 수 있는 유인역은, 미도리노마도(여행 안내소) 운영 시간에만 모든 문을 연다.
아사히카와 역 - 나요로 역 구간
특급 열차를 보완하는 열자로써 주요역만 정차한다. 쾌속 "나요로"가 아사히카와 역 - 나요로 역 구간을 하루 4회 왕복 (상행선 1편은 나요로 역 이후 구간을 보통 열차로 오토이넷푸무라 역까지 직통) 운행한다.
보통 열차는 세키호쿠 본선 연결 열차를 제외하고, 아사히카와 역 - 나요로 역 구간을 하루 8회 왕복 (상행선 1편은 오토이넷푸무라 역으로, 하행선 1편은 왓카나이 역으로 직통), 아사히카와 역 - 핏푸 역 간을 4회 왕복, 아사히카와 - 나가야마 역 간을 2회 왕복 운행하고 있다. 일부는 기타나가야마역, 미나미핏푸역, 기타핏푸역, 히가시로쿠센역, 기타켄부치 역, 시모시베쓰역, 미즈호 역,카나이 역으로 직통), 아사히카와 역 - 핏푸 역 간 4회 왕복, 아사히카와 역 - 히가시후렌 역 전부, 혹은 일부를 통과한다.
차량은 기하 40계를 중심으로 기하 54계 기관차도 사용한다. 통상 1-2량 편성으로 운전하지만, 나요로 발 아사히카와 행 상행 첫 열차는 3량 편성으로 운전한다.
나요로 역 - 왓카나이 역
이 구간의 보통 열차는 2016년 3월 26일 시간표 개정으로 감편되어, 현재의 편수가 되었다. 또한, 오토이넷푸 역, 호로노베 역에서 정차 중에 열차 번호가 바뀌는 열차가 존재하지만, 여기에서는 1편의 열차로 다룬다.
운전 편수는 나요로 역 - 왓카나이 역 간을 운행하는 열차가 하루 하행 2편, 상행 3편 (하행 1편은 아사히카와 역부터 보통 열차로 직통), 나요로 역 - 오토이넷푸 역 간의 열차가 2회 왕복 (하행 1편을 제외하고 아사히카와 역부터 쾌속, 보통 열차로 직통), 오토이넷푸 역 - 왓카나이 역 간의 열차가 하행 1편, 왓카나이 역 - 호로노베 역 간의 열차가 상행 1편이 있다. 구간 별로 보면, 나요로 역 - 오토이넷푸 역 간이 하행 4편, 상행 5편, 오토이넷푸 역 - 호로노베 역 간이 상하 각 3편, 호로노베 역 - 왓카나이 역 간이 하행 3편, 상행 4편이 된다. 이 중, 아침 상행 1편은 미나미비후카 역을, 야간 상행 1편은 데시오가와온센역, 몬포나이역, 하쓰노역, 미나미비후카 역, 지호쿠 역, 호쿠세이역을 통과한다.
차량은 (아사히카와 역 - ) 나요로 역 - 오토이넷푸 역 간 2회 왕복은 기하 40계이며, 나머지는 모두 기하 54계로, 모두 1량 편성으로 운전한다.
화물운송
아사히카와 역 - 기타아사히카와역은, 하코다테 본선 및 무로란 본선을 직통하는 형태로 고속 화물 열차 및 전용 화물 열차가 운행하고 있다. 모두 DF200계 디젤 기관차가 견인한다. 고속 화물 열차 중 상행 2편은 삿포로 화물 터미널 역을 경유하지 않고, 이와미자와역 - 도마코마이역 간을 무로란 본선 경유로 운행하는 혼슈행 직행편이고, 나머지는 하코다테 본선 삿포로 화물 터미널 역 행이다. 게다가 매년 가을부터 다음 해 봄까지 세키호쿠 본선의 임시 화물 열차 (통칭 다마네기 열차)가 기타아사히카와 역(화물역) - 기타미 역 간을 3회 왕복 운전한다. 이 열차에 대해서는, 운행 경로 상 신아사히카와 역과 엔가루역으로 방향 전환을 위해, 선두와 최후미의 기관차가 연결되어있는 동력 집중 방식 운전을 하고 있다.
그 외
2017년 기준으로, 일본에서 유일한 정기 제설 열차가 아사히카와 운전소의 DE15형을 사용해 12월 하순부터 다음해 3월 중순까지 1회 왕복 운전하고 있다.
차량
현재 사용 차량
여객 열차는 모두 디젤 동력분산식 열차로 운행하고 있다. 이 외에, 아사히카와 운전소 관련 회송 열차가 아사히카와 - 키타아사히카와 사이를 주행한다.