嵯峨野線（さがのせん）は、西日本旅客鉄道（JR西日本）山陰本線のうち、京都府京都市下京区の京都駅から同府南丹市の園部駅までの区間に付けられた愛称である。この愛称は1988年（昭和63年）3月13日から使用されており、本来の名称である山陰線とあわせて「嵯峨野山陰線」と案内されることもある。
JR西日本のアーバンネットワークの路線の一つである。起点の京都駅から京都市内を縦貫し、京都府中部（南丹）へと伸びている。ラインカラーは紫（）であり、選定理由は「京の優雅さをイメージ」とされている。路線記号は E 近畿エリア・広島エリアに「路線記号」を導入します - 西日本旅客鉄道（2014年8月6日）。
概要 観光地として人気のある嵯峨野・嵐山方面へのアクセスルートのひとつで、玄関口である嵯峨嵐山駅を中心に、春・秋の行楽シーズンに多くの利用がある。保津峡の保津川下りや、保津川沿いの山陰本線（当路線）の旧線を活用した嵯峨野観光鉄道線（トロッコ嵯峨駅 - トロッコ亀岡駅）へのアクセス路線であり、保津峡駅→馬堀駅間においては、保津川でのラフティング客の帰路の足として重宝されている。さらに沿線には多くの高校・大学を抱えているほか、近年は外国人観光客等の増加により年間を通して利用客は増加傾向にある。
嵐山方面へのアクセスの競合路線としては、京都市内では京福電気鉄道（嵐電）嵐山本線や阪急嵐山線などがある。当路線の嵯峨嵐山駅に対して、京福電気鉄道の嵐山駅の方が、天龍寺や渡月橋などの嵐山の主要な観光地へのアクセスに優れる。阪急嵐山線の嵐山駅は桂川の対岸に位置していているものの、徒歩圏内である。一方で、当路線はこれらの競合路線の中で唯一、ターミナル駅である京都駅に直接乗り入れている。嵯峨野線区間全体の競争相手としては京阪京都交通（旧：京都交通）による国道9号を経由して京都市内（京都駅、阪急京都本線桂駅）と亀岡およびその以西とを結ぶ路線バスなどがある。
全区間が旅客営業規則上の大都市近郊区間の「大阪近郊区間」、およびIC乗車カード「ICOCA」エリアに、京都駅 - 亀岡駅間が電車特定区間に含まれている。
路線データ 管轄（事業種別）：西日本旅客鉄道（第一種鉄道事業者） 路線距離（営業キロ）：34.2 km 軌間：1,067 mm 駅数：16（起終点駅含む） 複線区間：全線複線（ただし、京都駅から京都貨物駅への分岐点付近までは単線） 電化区間：全線電化（直流1,500 V） 閉塞方式：自動閉塞式 保安装置：ATS-PおよびATS-SW（拠点P方式） 運転指令所：大阪総合指令所 最高速度： 京都駅 - 嵯峨嵐山駅間、馬堀駅 - 園部駅間：120 km/h 嵯峨嵐山駅 - 馬堀駅間：130 km/h IC乗車カード対応区間： ICOCAエリア：全線（全線PiTaPaポストペイサービス対象区間） 全区間を近畿統括本部が管轄している。
沿線概況
京都駅では北西の専用ホームから発車している。京都駅を発車すると東海道本線（JR京都線）に沿って西進して一度単線となるが、大宮通をくぐった先から複線になる。ここまでが京都駅構内である。左手に梅小路運転区、右手には梅小路公園とすぐ横を走る京都鉄道博物館（元の梅小路蒸気機関車館）の「SLスチーム号」の線路を見ながら右に大きくカーブして高架区間に入り、かつて東海道本線の支線である山陰連絡線が分岐していた地点を過ぎるとまもなく梅小路京都西駅に着く。2019年（平成31年）に開業した同駅は、京都駅から距離のあった梅小路公園や京都鉄道博物館への最寄駅として観光客の利便性向上と京都駅の機能分散、地域活性化を図って設置された。次の丹波口駅付近には京都市中央卸売市場第一市場や京都リサーチパークがある。京福電気鉄道（嵐電）嵐山本線、四条通（四条通の地下には阪急電鉄京都線が走っている）、三条通を越え、右手に立命館朱雀キャンパス、正面に大きな楕円形の屋根が見え始めると二条駅である。丹波口駅から二条駅までは千本通（平安京朱雀大路跡）にほぼ沿ってきたことになる。
二条駅を出ると、左にカーブして進路を再び西に変えると丸太町通に沿って、円町駅、さらに進むと三角屋根が目立つ花園駅に到着する。花園駅を出ると、一旦地上に下りて高架の天神川通（国道162号）をくぐると再び高架になるが、その高架も左手に東映太秦映画村を過ぎて嵐電北野線を越えると終わり、地上駅の太秦駅に到着する。この付近から高いビルが目立たなくなり高度を上げて進んでいくと、2面4線の嵯峨嵐山駅に到着する。嵯峨嵐山駅は嵯峨野線全線複線化工事により橋上駅となり、構内の配線も上下共に同一ホームで緩急接続ができるように改良された。
嵯峨嵐山駅のすぐ横には、かつての嵯峨野線旧線を転用した観光路線である嵯峨野観光鉄道嵯峨野観光線のトロッコ嵯峨駅があり、ここから分岐まで下り線に乗り入れている。この付近から住宅地も少なくなり雑木林の中を進むようになるが、嵯峨野観光線と分岐すると全長1,450 mの小倉山トンネルを進む。トンネルを抜けて嵯峨野観光線と保津川を渡る第一保津川橋梁を抜けると第一保津トンネルを通過し、第二保津川橋梁上に駅がある保津峡駅である。すぐに第二保津トンネルに入り、トンネルを抜けては保津川を渡ってを2回繰り返して地蔵トンネルを抜けると、右側から嵯峨野観光線が見え始めて並走しトロッコ亀岡駅を過ぎ、右にカーブをすると馬堀駅で、しばらく右側には田園風景（保津川の遊水地）、左側には住宅地が多く立ち並ぶ中を進むと亀岡駅に到着する。亀岡駅は嵯峨嵐山駅と同じく、嵯峨野線全線複線化に伴って橋上駅となった。亀岡駅北側はこれまで保津川の遊水地となっていた関係で田園風景が残されていたが、スタジアムや商業地・住宅地の開発が盛んに行われるようになった。
亀岡駅を出ると、左手には引き続き住宅地が広がり、右手には田園風景が広がる。前川を渡り始めるとこのあたりから右側にも住宅地が立ち並ぶようになり、マンション・アパート等が見え始めると緩やかな右カーブを進んで並河駅、そのまま直進を続けると千代川駅である。国道9号をくぐって、左にカーブを進むと国道9号と大堰川と並行する。亀岡市・南丹市市境でもある、この辺りから沿線に田園風景が広がる。八木駅を通過して、京都中部総合医療センターの第1・第2病棟間を結ぶ連絡橋をくぐり、京都縦貫自動車道をくぐって山間を抜けると吉富駅で、そのまま北上を続けると嵯峨野線の終点、園部駅に到着する。
運行形態 京都市と北近畿方面とを結ぶ特急のほか、快速・普通列車が運転されている。1996年（平成8年）3月15日までは急行も運転されていた。快速・普通列車はアーバンネットワークエリアで唯一、他路線への直通運転が行われていないが、アーバンネットワークエリアの路線系統としては、JR京都・神戸線を軸とする「本線系統」として扱われる。
日中は1時間あたり特急1本、快速1本、普通4本の運転である。日中の普通は2010年（平成22年）3月の複線化事業の完了により京都駅 - 亀岡駅間で20分間隔となったが、2017年（平成29年）3月に嵯峨嵐山駅発着の普通列車が設定されたことにより、京都駅 - 嵯峨嵐山駅間で15分間隔となった（保津峡駅・馬堀駅では30分の間隔が空く）後、2021年（令和3年）3月のダイヤ改正で嵯峨嵐山発着列車がなくなり20分間隔に戻った『JTB時刻表』2021年3月号、pp.362-371、JTBパブリッシング。しかし、2024年（令和6年）3月のダイヤ改正で嵯峨嵐山駅発着の普通列車が再度設定されることになり、京都駅 - 嵯峨嵐山駅間で15分間隔に戻された。
紅葉シーズンを中心に、京都駅 - 嵯峨嵐山駅間に臨時列車が運転されているほか、定期列車の増結も行われる。かつては、京都駅でスイッチバックまたは、丹波口駅から東海道本線の支線である山陰連絡線を利用して、大阪方面との間に臨時新快速が運転されていたことがあった（「大阪方面からの臨時列車」を参照）。近畿地方交通審議会では、山陰連絡線を活用して大阪方面との相互直通運転案を検討した - 国土交通省近畿運輸局近畿地方交通審議会（2004年）が、新駅設置の妨げになるとして山陰連絡線は2016年（平成28年）2月をもって廃止された。
2020年（令和2年）以降の新型コロナウイルス感染症流行の影響で観光需要を中心に旅客が減少し、JR西日本ではダイヤ改正で減便などの対応を行ったが、それが一定の収まりを見せた2023年（令和5年）からは需要が急回復して、減便したままのダイヤや、オール転換クロスシート車両では混雑が問題視されるようになり、JR西日本では日常的に増結や臨時列車運転などの対応に追われている「京都・嵯峨野線が激しい混雑、実際に乗ってみると… JRに増便予定はあるのか」『京都新聞』、京都新聞社（2023年4月29日）。
日本国有鉄道（国鉄）の時代は汽車ダイヤであり、長距離特急や長距離普通列車を中心に運行され、京都近郊の日常的な需要に対してはほとんど考慮されていなかった。 +日中1時間あたりの運転本数（2024年3月16日現在）種別＼駅名…………特急1本→福知山方面快速1本（亀岡以西各駅停車）普通4本3本
特急 朝から夜間にかけて1時間に1本運行されている。運転系統は以下の通りである。
京都駅 - 福知山駅・豊岡駅・城崎温泉駅間：「きのさき」 京都駅 - 天橋立駅・宮津駅・夕日ヶ浦木津温泉駅間：「はしだて」 京都駅 - 東舞鶴駅間：「まいづる」
嵯峨野線内は全列車、二条駅・亀岡駅・園部駅に停車する。「まいづる」は、京都駅 - 綾部駅間を「きのさき」または「はしだて」と併結して運転されている。ただし、2023年（令和5年）秋以降、主に春 - 秋の行楽期間中に、一部列車が嵯峨嵐山駅に臨時停車することがある。
快速 京都駅 - 亀岡駅間で一部の駅を通過し、亀岡駅 - 園部駅間では普通列車を補完するため、各駅に停車する。基本的な運転区間は京都駅 - 園部駅間で、福知山行きが2本、福知山発が1本、胡麻発が平日に1本設定されている（いずれも園部駅以北は普通）『JTB時刻表』2023年3月号、pp.362-371、JTBパブリッシング。日中時間帯は1時間に1本運行されており、園部駅で福知山駅（一部列車は豊岡駅・城崎温泉駅）発着の普通と接続している。朝夕には、嵯峨嵐山駅で普通と緩急接続を行う列車がある。
現在の快速は電車としては2代目（電化前、「嵯峨野線」の呼称もなかった時代にも気動車快速が存在したことがあった）で、1990年（平成2年）3月10日から2000年（平成12年）9月22日まではラッシュ時のみ京都駅 - 園部駅間に快速が運転されていた。当時の快速の途中停車駅は二条駅・嵯峨嵐山駅（1994年〈平成6年〉9月3日以前の名称は嵯峨駅）・亀岡駅で亀岡駅 - 園部駅間は無停車であり（1996年〈平成8年〉3月16日の改正で一部が八木駅にも停車）、八木駅に停車する一部の急行列車との間で千鳥停車が実施されていた。
また、国鉄時代も快速が運転されていたが、その時代は現在停車する吉富駅を通過し、現在通過する馬堀駅に停車していた。また、並河駅は普通の一部が通過するのに快速が停車するという逆転現象が起きていた『時刻表 復刻版 1982年11月号』（JTBパブリッシング、2022年）p.202。
2025年（令和7年）3月15日より、平日朝時間帯の京都行き2本と平日夕方・夜時間帯の園部行き2本に有料座席「快速 うれしート」が設定された - 西日本旅客鉄道（2024年12月13日） - 西日本旅客鉄道近畿統括本部（2024年12月13日）快速 うれしート（有料座席サービス）：JRおでかけネット - 西日本旅客鉄道（2025年3月18日閲覧）。同年10月14日より、平日夕方・夜時間帯の園部行き2本にも追加で設定される - 西日本旅客鉄道近畿統括本部（2025年8月22日）。
普通 各駅に停車し、基本的に京都駅 - 嵯峨嵐山駅・亀岡駅・園部駅間で運転されている。日中時間帯は1時間に4本（京都駅 - 亀岡駅間3本、京都駅 - 嵯峨嵐山駅間1本）が運行されている。この時間帯に途中駅で快速に追い抜かれる列車は設定されていない。福知山発が1本設定されている（福知山行きはない）。車両の夜間滞泊は園部駅で行う。
車内自動放送 2018年（平成30年）からは、近年増加する訪日外国人に対応するため、奈良線・嵯峨野線の普通・快速列車に車掌のタブレット端末による多言語車内自動放送が導入された。嵯峨野線では221系と223系5500番台で導入、日英中韓の4カ国語での放送が行われ、嵯峨野観光トロッコの案内にも対応している「自動放送アプリ～Train Announce～」広報だより『トレナビ』（2018年10月18日） - 西日本旅客鉄道。
過去の列車
1959年（昭和34年）に準急列車として京都駅 - 天橋立駅・東舞鶴駅／福知山駅間で「丹後」が運転を開始し、1966年（昭和41年）3月に急行列車に格上げされた。1972年（昭和47年）8月から臨時列車ではあるが、特急「あさしお」が京都駅 - 鳥取駅間で運転を開始し、10月からは定期化され最長米子駅まで運転されたが、園部駅 - 福知山駅間および北近畿タンゴ鉄道福知山駅 - 宮津駅 - 天橋立駅間の電化に伴う1996年（平成8年）3月16日のダイヤ改正で「丹後」とともに廃止された。
大阪方面からの臨時列車 2002年（平成14年）の紅葉のシーズンから、土曜・休日に「嵐山もみじ号」と称して神戸発嵯峨嵐山行きの臨時列車が設定された。223系8両編成が用いられ、途中、三ノ宮駅・芦屋駅・尼崎駅・大阪駅・新大阪駅のみに停車し、京都駅を経由せずに梅小路駅（現在の京都貨物駅）から山陰連絡線を経由するものであった。2003年（平成15年）度には復路の嵯峨嵐山発神戸行きも設定され、2004年（平成16年）の春には「嵐山わかば号」として、夏には「嵐山涼風号」として同様のルートで神戸駅 - 嵯峨嵐山駅間で運転された。
2004年度（平成16年度）からは京都駅を経由するようになり、神戸駅 - 京都駅間は臨時新快速として運転し、嵯峨野線内は定期普通の時刻で運転され、この形態は運転が終了する2006年度（平成18年度）まで続くことになった。嵯峨野線内を定期列車として運転していたため、往路は園部行き、復路は亀岡発として運転された。2005年度（平成17年度）は西明石駅発着、2006年度（平成18年度）は大阪駅発着となった。
2005年（平成17年）の桜のシーズンには「嵐山さくら号」が同様に運転されていた。
また1998年（平成10年）までは「嵯峨野・嵐山ホリデー号」2往復のうちの1往復は阪和線経由で和歌山駅発着の臨時快速列車として設定されていて、221系の4両編成（1997年〈平成9年〉からは6両編成）で運転され、指定席の設定もあった。停車駅は、阪和線内の快速停車駅（当時、三国ケ丘駅・紀伊駅・六十谷駅は通過）・新今宮駅・弁天町駅・西九条駅・新大阪駅・高槻駅・丹波口駅 - 園部駅間の各駅で、大阪駅・京都駅は経由しなかったが、嵯峨野線内も通過駅があった年や京都駅を経由した年もある。
ほかにも、快速嵯峨野ホリデー号・レジャー号などが運転された。
大晦日終夜運転 かつては、大晦日深夜から元旦にかけて、京都駅 - 亀岡駅間で普通のみ約60分間隔で終夜運転が実施されていたことがあった - 西日本旅客鉄道（2000年10月16日）。
使用車両 快速・普通列車は全列車が転換クロスシート車の221系・223系電車で湖西線・草津線と共通運用である。2008年（平成20年）8月11日から新型車両223系5500番台が運用を開始したが、吹田総合車両所福知山支所所属であり、園部駅以北ならびに舞鶴線・福知山線（篠山口駅以北）での運用が主体である。愛称制定以来最初から嵯峨野線向けとして吹田総合車両所京都支所（旧：京都総合運転所）に新製配置された新型車両は存在しない。
現在の車両 電車 287系（吹田総合車両所福知山支所） 北近畿方面の特急「きのさき」「はしだて」「まいづる」で使用されている。2011年（平成23年）3月に運用を開始した。2025年（令和7年）3月ダイヤ改正後は「きのさき」1・2・4・7・8・11・12・14・15・17・19・20号、「はしだて」1・3・4・6・7・10号、「まいづる」1・2・3・4・7・8・9・10・ 11・12・13号で運用されている『JTB小さな時刻表』2025年春号、営業案内84頁、JTBパブリッシング（2025年2月）。 2024年（令和6年）2月2日からFC02編成が、同月10日からFA04編成が、京都サンガF.C.のラッピング列車「KYOTO SANGA TRAIN（きょうと サンガ トレイン）」となって運行されている - 京都府北部地域連携都市圏振興社（海の京都DMO）・森の京都地域振興社（森の京都DMO）・京都パープルサンガ・西日本旅客鉄道（2024年1月25日）。 289系（吹田総合車両所福知山支所） 北陸新幹線金沢開業で余剰となった683系2000番台の改造車両で、北近畿方面の特急「きのさき」で使用されている。2015年（平成27年）10月31日に運用を開始した289系車両が10月31日（土曜日）から運転を開始します! - 西日本旅客鉄道（2015年8月21日）。 2016年（平成28年）3月26日ダイヤ改正で、福知山線の特急「こうのとり」に使用されていた287系と運用を持ち替える形で嵯峨野線での運用を一旦終了したが、2018年（平成30年）3月17日ダイヤ改正から「きのさき」16・19号、「はしだて」7・10号の各1往復で再度嵯峨野線運用に就いた。2025年（令和7年）3月ダイヤ改正後は「きのさき」3・5・6・9・10・13・16・18号で運用されている。 221系（吹田総合車両所京都支所） JR宝塚線の223系6000番台の投入により、網干総合車両所から転属した車両で、2008年（平成20年）2月に運用を開始した。 快速・普通と区別なく運用されている。4両・6両・8両編成で運転。2008年（平成20年）8月からは、福知山方面への直通列車を中心に、4両編成と吹田総合車両所福知山支所の223系5500番台を併結した6両編成で運転される場合もある。2023年（令和5年）3月18日ダイヤ改正からは6両固定編成のF編成も運用を開始した。 2019年（平成31年）3月改正で福知山駅への乗り入れがなくなり、胡麻駅までの運用に短縮され、その後のダイヤ改正で胡麻駅への乗り入れもなくなった。 223系5500番台（吹田総合車両所福知山支所） 福知山地区で使用されていた113系3800番台・5800番台の置き換え用として2008年に製造された。嵯峨野線内では221系と併結した6両編成で運転されている。221系性能固定で6000番台と同様に運転室扉と前面貫通扉にオレンジのラインが入っている。ワンマン運転および自動放送に対応しているが、嵯峨野線の区間では併結する221系および223系2500番台・6000番台による自動放送に変更された。 223系6000番台（吹田総合車両所京都支所） 2021年（令和3年）2月3日に網干総合車両所から転属した2000番台V56・V57編成を改造し、それぞれ6000番台R01・R02編成とし、2021年（令和3年）3月13日のダイヤ改正より221系と共通の運用に就いた。なお、R02編成はラッピング列車「森の京都QRトレイン〜quality and relaxing train〜」「JR嵯峨野線ラッピング電車「森の京都QRトレイン〜Quality and Relaxing Train〜」の完成お披露目及び出発式」『PR TIMES』、PR TIMES・京都府（2021年3月5日）に起用され、運用開始前日の3月12日には亀岡駅 - 京都駅間で報道向けに公開された。その後、網干総合車両所から追加で転属した2000番台を改造した編成と、網干総合車両所宮原支所から転属した6000番台も2022年（令和4年）から運用に就いている。 223系2500番台（吹田総合車両所京都支所） 元阪和線・関西空港線用の車両で2022年3月13日に吹田総合車両所日根野支所から転属したHE419・HE420編成が、それぞれR51・R52編成となり、2023年（令和5年）3月18日のダイヤ改正より運用を開始した。221系および223系6000番台と併結した8両編成や223系5500番台と併結した6両編成での運転も行われている。
気動車 京都丹後鉄道KTR8000形 北近畿方面の特急「はしだて」「まいづる」で使用されている。2025年（令和7年）3月ダイヤ改正後は「はしだて」2・5・8・9号、「まいづる」5・6・14・15号で運用されている。
過去の車両
ここでは1988年（昭和63年）3月13日にJR嵯峨野線と命名されて以降に使用されていた車両を記す。
電車 113系・115系 1990年（平成2年）3月10日の電化開業時より、快速・普通と区別なく使用されていた。電化当初から113系冷房車が配備。当初は大型の原型ヘッドライト装備車も配備されたが、1991年（平成3年）頃から高速化、半自動ドア装置工事がなされたシールドビームの113系7000番台や5700番台が配属された。1996年（平成8年）の園部 - 福知山間電化に合わせ、113系5300番台、5800番台が配備。1999年（平成11年）以降は各種延命工事が順次施工されていった。湘南色、関西リニューアル色のほか、関西線色、阪和色、瀬戸内色の編成も時折入線していた（両端の先頭車だけ湘南色、中間2両が関西リニューアル色の4両編成等、異なる車体塗装の車両を混結した編成も見受けられた。また湘南色のみの編成のうち、ワンマン対応の2両編成は識別用として腰部分の橙色と緑色の境目に白帯が施されていた）。2010年（平成22年）3月13日に行われたダイヤ改正で嵯峨野線での運用は終了し - 西日本旅客鉄道京都支社（2009年12月18日）、京都地域色化される前に221系・223系に置き換えられた。 117系 快速・普通と区別なく使用されていた。ただしラッシュ時のみの運用であった。福知山色（クリーム10号地に緑14号の帯）車による4両+4両の8両編成運用が多かったが、117系登場時の車体塗装である新快速色車の運用もあった。2008年（平成20年）3月15日のダイヤ改正で、221系に置き換えられ、京都地域色（いわゆる「抹茶色」）化される前に嵯峨野線での運用は終了した。 183系 485系の直流化改造車で、北近畿方面の特急「きのさき」「はしだて」「たんば」で使用されていた。中間車を先頭車に改造した編成もあり、こちらは主に「まいづる」で運用されていた。2013年（平成25年）3月16日に行われたダイヤ改正で運用を終了した。 381系 北近畿方面の特急「きのさき」「はしだて」で使用されていた。2012年（平成24年）6月に運用を開始、約3年後の2015年（平成27年）10月30日をもって運用を終了した。
気動車 キハ58系 主に「丹後」や「白兎」などの急行列車に使用されていたが、国鉄分割民営化前後から電化が完了するまでの期間は普通列車の運用にも組込まれていた。1996年（平成8年）3月16日に実施された園部駅以北の電化によりこの区間での運用は終了した。 キハ40系 普通列車でのみ運転されていたが、電化を期に運用は終了した（キハ47のみ）。ラッシュ時はキハ47の9連運用もあった。 キハ181系 北近畿方面の特急「あさしお」に1982年（昭和57年）から使用されたが、1996年（平成8年）3月16日に実施された園部駅以北の電化によりこの区間での運用は終了した。 北近畿タンゴ鉄道KTR001形 1999年（平成11年）まで京都発着であった特急「タンゴエクスプローラー」で使用。
客車 24系 寝台特急「出雲」（1998年〈平成10年〉7月までは1・4号）に1975年（昭和50年）から2006年（平成18年）まで使用。 14系 寝台特急「出雲」3・2号（1978年〈昭和53年〉まで「いなば」）に1975年（昭和50年）から1998年（平成10年）まで使用。 50系 1979年（昭和54年）12月に山陰本線京都口に登場。1989年（平成元年）3月10日の324列車を最終に運用終了。 12系 1986年（昭和61年）11月ダイヤ改正で山陰本線京都口に登場。1989年（平成元年）3月7日の327列車から再度嵯峨野線で運用に就く。1989年（平成元年）3月11日ダイヤ改正で嵯峨野線の普通客車列車は12系2往復体制となる。1990年（平成2年）3月9日に運用終了。
輸送改善
嵯峨野線で最も早く取り組まれた輸送改善事業は、国鉄時代に行われた京都駅 - 二条駅間の高架化（1976年〈昭和51年〉完成）である。この区間は七条通、五条通、四条通など幹線道路との交差が多く、京都府と京都市は戦前の1931年（昭和6年）から高架化に関する要望を行っていた。1969年（昭和44年）に建設省と運輸省が「都市における道路と鉄道の連続立体化に関する協定」を結び、京都駅 - 二条駅間が高架化緊急改良区に指定された。京都府と京都市は、複線高架化を要望していたが、単線高架であれば国鉄の負担額が1割で済むところ、複線であれば4割になることから国鉄は難色を示し、結局複線分の用地買収費を上乗せした上で単線高架化することに決まった。1972年（昭和47年）5月に起工式が行われ、1976年（昭和51年）3月に完成した。これは、国の補助事業を利用した鉄道連続立体交差事業としては日本で最初の完成となった。
その後、1979年（昭和54年）に京都駅 - 園部駅間の複線化、京都駅 - 綾部駅間の電化が決定し、桂川（保津川）に沿って大きく迂回していた嵯峨駅（現在の嵯峨嵐山駅） - 馬堀駅間の新線建設および複線化工事が着工された。また、1988年（昭和63年）10月には京都駅に山陰3・4番のりば（現在の32・33番のりば）が増設された。嵯峨駅 - 馬堀駅間の新線はJR西日本発足後の1989年（平成元年）3月5日に開通した。同時に太秦駅が開業し、単線区間であった並河駅と吉富駅に行き違い施設を設置したほか、一部の駅では一線スルー化が行われ、翌1990年（平成2年）3月には京都駅 - 園部駅間が電化された。しかし、国鉄再建法・国鉄分割民営化の影響等により、他の区間の複線化工事は延期された。
その後1996年（平成8年）に二条駅 - 花園駅間が高架化され、その地上線跡地を活用して2000年（平成12年）9月23日に同区間が複線化され、同時に円町駅が開業し、同日のダイヤ改正で朝ラッシュ時を中心に快速17本、普通14本を増発した平成12年秋のダイヤ改正について - 西日本旅客鉄道（2000年7月3日）。また始終着駅である京都駅のホームも1997年（平成9年）の駅ビル開業に合わせて改良された。
2003年（平成15年）からは、京都駅 - 園部駅間の全線複線化および、周辺道路の混雑解消と安全確保のために花園駅 - 嵯峨嵐山駅間の高架化工事と、嵯峨嵐山駅・亀岡駅の改良工事も同時に行われた。工事の進捗に合わせて段階的に複線化が行われ、2008年（平成20年）12月14日に馬堀駅 - 亀岡駅間「馬堀−亀岡間14日開通 JR山陰線複線化事業」『京都新聞』、京都新聞社（2008年12月13日）、2009年（平成21年）3月14日に八木駅 - 園部駅間「八木−園部間を14日から複線化JR山陰線園部−京都間4分短縮」『京都新聞』、京都新聞社（2009年3月10日）、同年7月20日に京都駅 - 丹波口駅間、同年9月6日には並河駅 - 八木駅間、同年11月1日には亀岡駅 - 並河駅間、2010年（平成22年）1月31日に丹波口駅 - 二条駅間の工事が完了し、先行して供用された。複線化と同時に同年9月6日、および11月1日にそれぞれダイヤ修正が行われた。