上野東京ライン（うえのとうきょうライン）は、東京都台東区の上野駅と千代田区の東京駅間を経由し、東北本線（宇都宮線）・高崎線・常磐線と東海道本線（東海道線）を相互直通運転する東日本旅客鉄道（JR東日本）の運行系統名である。東北本線東京駅 - 上野駅間に増設された線路が2015年（平成27年）3月14日に開通し、同時にこれを経由する前記の各線間の直通運転が開始された。
駅ナンバリングで用いられる路線記号は大宮駅 - 上野駅 - 東京駅間（宇都宮線・高崎線・常磐線）がJU、取手駅 - 上野駅間（常磐線）がJJ、東京駅 - 熱海駅 - 伊東駅間（東海道本線・伊東線）がJT。
概要 もともと上野駅 - 東京駅間は東北本線列車線が乗り入れており、東京駅発着の東北本線・上越線直通の一部の特急・急行列車や東海道本線の横浜・静岡方面との直通列車も運転されていたが、この区間に建設が決定した東北新幹線の建設用地の確保のため、1973年4月に定期旅客列車の直通運転が中止され、その後も回送列車や団体列車などが使用していたが、1983年に分断された（詳細は後述）。
これを再度敷設することで、上野駅を起点とする東北本線系統の列車（宇都宮線・高崎線・常磐線、以下この3線を指す場合は「3線」と記述。常磐線は快速電車も含む）を東京駅へ乗り入れさせ、さらに東海道線の品川駅・横浜駅方面へ直通運転させる路線である（常磐線系統は品川駅止まり）。これにより並行する電車線区間の山手線や京浜東北線の混雑率が大幅に緩和され、直通輸送体系の整備によって上野駅・東京駅での乗り換えが不要になることから、都心をまたいで中距離電車を利用する際の所要時間が短縮されるなどの効果により、利便性が大きく向上した。湘南新宿ラインとともに北関東と神奈川県方面を結ぶ役割を持つ。赤羽駅 - 横浜駅間は当路線の方が湘南新宿ラインより直線的なルートを通っているため所要時間が短く、埼玉県方面と神奈川県を移動する利用者は湘南新宿ラインから上野東京ラインの利用に分散されたと考えられる。
路線構造の特徴として、神田駅付近における東北新幹線の真上に建設した高架部分があり、騒音や日照不良に関する沿線周辺への配慮がされている。また、上野駅と東京駅の間に主要駅として秋葉原駅が存在するが、ホームは設置されていない。
この線路の建設計画は東北縦貫線計画（とうほくじゅうかんせんけいかく）と呼ばれており、2008年（平成20年）5月30日に着工した。2013年（平成25年）12月9日にJR東日本はこのルートの愛称を「上野東京ライン」とした。この名称は鉄道路線の営業名としても使用されている。
「上野東京ライン」の愛称が用いられるのは東京駅 - 上野駅間だけではなく、宇都宮線・高崎線・常磐線・東海道線やそれらが直通する路線にまで及ぶ。東京近郊路線図では前橋駅（両毛線）・宇都宮駅（宇都宮線）・高萩駅（常磐線）・成田駅（成田線）・熱海駅（東海道線）・伊東駅（伊東線）までが上野東京ラインとして表記されている。しかし、品川駅 - 上野駅間以外の各駅で「上野東京ライン」と案内されるのは上り列車のみであり、下り列車についてはそれぞれの路線名称で案内がされる。また、東京近郊路線図に表記されていない常磐線の高萩駅以北でも、高萩駅 - いわき駅間の上り特急停車駅であれば駅構内図などで「上野東京ライン」の表記がみられる。
上野東京ラインは2015年（平成27年）3月14日に行われたダイヤ改正と同時に開業し、43年ぶりに東北本線と東海道本線の列車線が直結した。同日には北陸新幹線の長野駅 - 金沢駅間も開業しており、首都圏における中・長距離の運行体系に大きな変化をもたらすダイヤ改正となった。
歴史 計画に至るまでの過程
東京駅 - 上野駅間に初めて鉄道の線路が敷かれたのは1925年の東北本線の電車線であるが、これは現在の京浜東北線に相当するものである。 鉄道省時代の1928年4月1日に初めて東北本線の列車線が敷かれ、この列車線が東京駅 - 上野駅間の中距離列車線の始まりとなる。
第二次世界大戦後、東京駅 - 上野駅間の列車線は留置線および回送列車や貨物列車を走らせるための回送線として使われた。1946年7月には連合軍専用列車「Yankee Limited」が初めて同線を直通する列車として設定された。また、1947年の日本国有鉄道（国鉄）発足後は上野駅で折り返していた国電常磐線が1954年 - 1956年の山手線と京浜東北線の分離運転工事期間中に朝夕のみ有楽町駅まで、その後も東北本線・常磐線・高崎線列車が新橋駅まで朝夕に各1往復程度乗り入れていた。後年に「Yankee Limited」の後を引き継いだ急行「十和田」が東京駅へ乗り入れ、特急「ひたち」「つばさ」「ひばり」「はつかり」「やまびこ」「とき」「あさま」、準急「日光」「中禅寺」といった列車の一部に東京駅を発着する列車が設定されていた。準急「湘南日光」や通勤時間帯に設定されていた快速「わたらせ」などは東京駅を越えて東海道本線にまで乗り入れていたほか運行記録は結解学「東北縦貫線ストーリー」 交友社『鉄道ファン』2008年10月号 No.570 p89 - p95に詳述されている。、両毛線前橋駅から高崎線を経由し東海道本線富士駅までを結ぶ中距離普通電車も1往復運転された。また、お盆や年末の帰省ラッシュ時期には上野駅始発の奥羽本線・磐越西線方面の夜行列車を品川駅始発とする措置が取られた。その際、山手貨物線経由とともに、荷物・新聞扱いの関係上、東京駅・上野駅経由の列車も運行されていた東京駅・上野駅経由の列車は、両駅で旅客扱いは行わなかった。。さらに帰省時期には名古屋駅発（静岡駅発などの列車もあった）青森駅行き（東北本線経由の列車と常磐線経由の列車の両方があった）の急行「あおもり」など、東京都心を串刺しにする長距離列車も運行されていた『国鉄監修 交通公社の時刻表』（編集・発行 日本交通公社）1971年1月号のp16、17、23（年末・年始の帰省列車）によると、清水駅発青森駅行きの「あおもり1号」（常磐線経由）は品川駅から土浦駅まで、名古屋駅（日により静岡駅）発青森駅行きの「あおもり2号」（東北本線経由）は横浜駅から大宮駅まで旅客扱いを行わなかった。市販の時刻表の東京駅や在来線の上野駅にレ（通過マーク）が付いた、数少ない事例である。ただし、JTB時刻表においては2000年代以降も初詣臨時列車の「成田山初詣伊東号・横須賀号」で東京駅通過が記載されている。- 一例『JTB時刻表』（編集・発行 JTBパブリッシング）2008年12月号、特集p.15（初詣列車のご案内）、2014年12月号、特集p.16（初詣列車のご案内）。
なお、この戦後からの時代では、東京駅から秋葉原駅山手線・京浜東北線ホーム付近までは2本の線路が敷かれていたものの、東側の線路は東京駅の留置線・引上線として使用されており、西側の線路のみが列車の運行に用いられていた。東側の線路は縦列に4本の列車を留置できるようになっており、境目には両渡り線がそれぞれ設置されていた。秋葉原駅付近で東側の線路が車止めで途切れており、西側の線路のみが敷設されている区間がわずかに存在した。御徒町駅手前からは再び線路が2本となり、この先は両側の線路が列車の運行に用いられていた。秋葉原駅出発信号機の先で貨物駅からの線路と合流し、上野駅場内信号機の先で3線に分岐していた秋葉原駅 - 上野駅間では複線のさらに東側に両駅の引き上げ線が並行していたが、途中で途切れていた。。このことから多数の列車を走行させるには適しておらず、旅客列車の乗り入れは限定的であり、国鉄社内でも「東京 - 上野回送線」と呼ばれることが多かった。
その後、東北新幹線敷設工事の用地問題や東京駅在来線ホームの縮小により、1973年3月限りで定期列車の東京駅乗り入れが中止となり、帰省時の品川駅始発列車の運行は1975年年末で終了1975年2月1日の秋葉原貨物駅の廃止と前後して、御徒町駅付近で東側の線路が留置線に転用されたため、回送線は名実ともに単線となった。、わずかに残った郵便・荷物・回送・団体列車も1983年1月31日限りで直通運転が廃止され、線路用地を新幹線に転用するために神田駅 - 秋葉原駅間付近で線路が分断された結果、東北本線系統の列車は東京駅に乗り入れできなくなった。残った線路は、上野駅側は御徒町駅付近から貨物駅の使命を終えた秋葉原駅の貨物ホーム付近までを留置線に転用したが、同駅周辺の再開発に伴い貨物ホームは撤去され、新たな留置線が建設された。東京側は東海道本線の列車の折り返し線に転用された。
新幹線は1991年6月20日に東京駅 - 上野駅間が開業したが、旧回送線線路用地を利用した区間は橋脚をさらに上空に継ぎ足せる構造で建設された。同区間には東北・山形（1992年7月1日 - ）・秋田（1997年3月22日 - ）・上越・北陸（同10月1日 - ）の各新幹線が東京駅に乗り入れている。
新幹線開通後も山手線と京浜東北線と並行する東京駅 - 上野駅間には、中・長距離列車が運行されない期間がしばらく続いたが、これら路線を国鉄から継承して運行するJR東日本自身にとって乗り入れは悲願であった。
東北縦貫線の計画自体は1970年代の東北新幹線の計画と同時にあったが1973年当時の計画では、東北縦貫線の開業予定を東北新幹線の開業と合わせた1976年としていた。1970年代は、東北新幹線は東海道新幹線と直通運転する計画であったので、必然的に東海道新幹線ホームの隣に東北新幹線ホームを建設することになり、例えば東北新幹線ホームを地下に建設する選択肢はなかった。、国鉄分割民営化後に具体化されたのは、1993年2月にJR東日本が山手線・京浜東北線の秋葉原駅 - 上野駅間や上野駅の混雑緩和のため常磐・東北・高崎線の各線の運転区間を東京駅まで延長して東海道本線と相互乗り入れする検討である。この計画では、上野駅の留置線として使われている秋葉原駅 - 上野駅間の工事を先行し、まず常磐線の電車を秋葉原駅まで延長するという計画であった。この計画の背景は常磐新線（後のつくばエクスプレス）の開業による常磐線の旅客の逸走を防ぐためであった。さらにその後、秋葉原駅から東京駅まで東北新幹線の2階部分に複線を建設して、東北本線・高崎線・常磐線のいずれかを東海道線に乗り入れるとした。これに対して、神田地区の沿線から強い反対運動がおこり、計画が一向に進まなかった。この時点では、1997年に着工して10年程度で完成するという見通しであった。これは朝日新聞にも取り上げられていた上野東京ラインの経緯と効果、26-28頁。
その後、1999年当時の運輸省による「都市整備調査」によって、東京 - 秋葉原間が230億円、上野駅構内が70億円の合計300億円に加え、秋葉原駅構内工事費として、駅を設置する場合が120億円、駅を設置しない場合が30億円とされた。
宇都宮線・高崎線の中距離電車の東京駅乗り入れを要望していた埼玉県もこの調査結果に注視するようになった青木信之総合政策部長の答弁。。
調査結果を踏まえ、2000年の運輸政策審議会答申第18号において「2015年までに開業することが適当である路線」に指定された。
この指定を受け、JR東日本は本格的な検討を開始、2002年3月27日に2009年度末完成目標とする東京駅 - 秋葉原駅間の東北列車線建設工事計画を発表した。これは旧・東北列車線を撤去して建設した東北新幹線の高架左右に確保されている高々架橋支柱設置スペースを利用して、さらに上層部に新・東北列車線を直上高架で建設する計画であった。コスト面や旅客流動予測から、上野駅 - 東京駅間に途中駅は設置しないことも決定した。
費用は調査時と同額の300億円と発表（後述の通り、後に400億円に訂正）。費用は全額JR東日本が自己資金で担うとした。
計画の遅れと変更
反対意見者の訴訟があり、本格着工が大幅に遅れ、2004年度中に環境アセスメントを終了する予定としていた当初の計画が大幅に遅延し、2009年度末完成予定も延期される。アセスメントは2007年9月に「満足する」、一部に「概ね満足する」とする評価書が提出されている。
2008年3月26日、JR東日本は同年5月より工事に着手し2013年度に完成を予定していることを発表し、3月31日に「グループ経営ビジョン2020 - 挑む -」と称した方針の中で計画を実行に移すことを改めて表明している。同年5月30日に起工式が執り行われた。報道によれば、事業費は当初より100億円増加で400億円の見込みとされるJR東日本：東京 - 上野駅結ぶ「東北縦貫線」が起工 - 毎日jp（毎日新聞）、2008年5月30日。
工事にあたって、神田 - 東京間の新幹線との重層部は架設機を新幹線の直上に設置するとともに、新幹線終電後に東京駅新幹線ホーム南側「南部ヤード部」に待機していたクレーン車が新幹線線路を利用して工事現場に移動して始発までの時間帯に工事が行われた。この際、架線切断などの事故の際に上野折り返しでの運転を行うための要員等が準備されていた（建設を請け負った鹿島建設による解説）。
東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）の影響などにより、JR東日本は2012年4月12日に工事計画を一部変更して2014年度開業を目指すこと、2013年12月には2015年3月の開業を発表。2度の延期を経て、運輸政策審議会答申第18号で提示された目標年次間近の2015年3月14日に開業を果たした。
年表 2008年（平成20年）5月30日：着工。 2013年（平成25年）12月9日：愛称を「上野東京ライン」に決定。 2014年（平成26年） 6月4日：レール締結式実施。 7月12日：一般公開実施。 7月29日：試運転開始。 8月1日：乗務員訓練運転開始。 10月30日：直通運転の概要が発表される。 12月19日：開業時の運行形態が発表される。 2015年（平成27年）3月14日：開業。
運行形態 thumb|300px|right|運転系統図 運行系統としては、宇都宮線・高崎線 - 東海道線の系統と常磐線 - 品川駅の系統が設定されており、それぞれの系統に普通列車のほか、後述の快速列車などおよび特急列車（常磐線のみ）も設定されている。上野駅 - 品川駅間は東京駅・新橋駅に停車する（特急列車は新橋駅を通過）JTB時刻表 2015年3月以降の各年各号、東海道本線、高崎線、東北本線（宇都宮線）、常磐線、東京近郊区間（常磐線快速・上野東京ライン）掲載頁。。なお、上野駅と東京駅の間に主要駅として秋葉原駅が存在するが、ホームがないため全列車が通過する。
東京発宇都宮線・高崎線方面行き（北行）や宇都宮線・高崎線方面発品川行き（南行）、上野駅発着東海道線方面の列車も運転されている。上野駅発着の宇都宮線・高崎線方面の列車は上野東京ライン運行時間帯も主に「地平ホーム」発着で運転されている。東京駅発着の東海道線方面の列車は早朝・深夜のみ運転されている。また、京浜東北線と並走する大宮駅 - 横浜駅間、山手線と並走する日暮里駅 - 品川駅間では、京浜東北線・山手線に対して主要駅にしか停車しない上野東京ラインの列車が快速列車の役割を果たしている。
常磐線は上野駅発着列車の方が多く、品川駅発着列車は、特急列車の大半のほかは特別快速や中距離列車のみで、取手駅・成田駅までの快速電車は少ない。
なお、湘南新宿ラインとは異なり、横須賀線への直通運転は設定されていないが、一部の臨時特急や快速列車は品川駅 - 大船駅間で同線（品川駅 - 鶴見駅間は東海道本線支線〈品鶴線〉、鶴見駅 - 大船駅間は東海道線と複々線で並行する東海道本線の横須賀線電車用線路）を経由する場合もある（臨時快速設定当初は急行列車であったが、2018年4月より快速列車となった。「ぶらり横浜・鎌倉号」の戸塚駅 - 大船駅間、臨時特急「草津・四万」の品川駅 - 大船駅間）。
開業以降、臨時特急列車は東京駅・上野駅をどの列車も停車していたが、2022年秋に運転された臨時特急「海浜公園コキア大船号」（勝田駅 - 大船駅間）は両駅を通過するダイヤを組んだ（上野駅は運転停車）。また2023年のゴールデンウィークに運転された特急「あしかが大藤まつり号」も両駅を通過した。両駅を通過する臨時列車は1970年前半のお盆期間に運転された急行「あおもり」（名古屋発および静岡発青森行き）以来の設定である。前者の常磐線 - 東海道線直通の臨時特急列車は以後も上野駅・東京駅を通過するが、後者は翌2024年の運行から両駅の停車が復活している。
宇都宮線・高崎線 - 東海道線 直通範囲は湘南新宿ラインよりも広く、宇都宮線側の大半は宇都宮駅まで、高崎線側の大半は高崎駅まで、一部は上越線新前橋駅経由で両毛線前橋駅まで、東海道線側の大半は熱海駅まで（湘南新宿ラインは小田原駅まで）、一部は伊東線伊東駅や東海旅客鉄道（JR東海）管内沼津駅まで直通する。もともとは宇都宮線側は最遠で黒磯駅まで直通していたが、2022年3月のダイヤ改正での宇都宮駅 - 黒磯駅間のワンマン運転化に伴い同区間への乗り入れが廃止され、路線図からも宇都宮駅 - 黒磯駅間は上野東京ラインから除外された。
大半は15両編成で運転されるが、一部の列車は10両編成で運転されている。15両編成での最長運転列車は、宇都宮線系統が宇都宮駅 - 熱海駅間（および熱海駅で増解結を行う沼津駅・伊東駅発着）の列車、高崎線系統が休日朝に存在する深谷発熱海行きとなっている。
宇都宮線・高崎線と東海道線との間で、ほぼ終日にわたり相互直通運転を行っている。朝ラッシュ時は、南行は宇都宮線 - 東海道線系統と高崎線 - 東海道線系統の列車がそれぞれ5本ずつ直通する。北行は東海道線から宇都宮線・高崎線へ直通する列車と、上野行きがほぼ半数ずつとなる。
日中は、宇都宮線 - 東海道線系統と高崎線 - 東海道線系統の列車がそれぞれ1時間あたり3本ずつ直通し、2つの系統を合わせて宇都宮線・高崎線大宮駅 - 東海道線平塚駅間では1時間に6本となり、全列車が各駅に停車する大宮駅 - 東海道線藤沢駅間では約10分間隔での運転が基本となる厳密には戸塚駅 - 藤沢駅間で上野東京ラインの列車の間に湘南新宿ラインが運行されるため、多少の前後はある。。大宮駅以南では全列車が上野東京ラインか湘南新宿ラインのどちらかを経由して東海道線または横須賀線に直通する。
夕ラッシュ時以降は、宇都宮線 - 東海道線系統・高崎線 - 東海道線系統とも1時間に3 - 4本の運転であり、これらを合わせた運転間隔は5 - 12分と不定。南行は上野発の系統が1時間に1本設定されている時間帯がある。
北行・南行とも東京駅23時頃発の列車が直通する最終で、それ以降の宇都宮線・高崎線は上野発着、東海道線は東京発着・品川行き（北行）となる。また宇都宮線や高崎線には、東京駅を始発駅とする列車が朝と夜の時間帯に数本あり、東京駅が終点となる列車は高崎線からの1本のみ深夜帯にある。東海道線は朝ラッシュ時の上り列車に上野行きが設定されている。平日の夕方以降に数本、土休日の9・18・23時台にそれぞれ1本（計3本）、上野駅を始発とする東海道線直通列車も設定されている特に、同駅土休日9時台発の東海道線列車は、同駅終着がそのまま折り返す数少ない運用となっている（通常は尾久車両センターなどの留置線に一旦回送され、再度送り込まれて運用される）。。
上野駅 - 東京駅間ではグリーンアテンダント（グリーン車乗務員）が乗務していない（東海道線から宇都宮線・高崎線方面への直通の場合は東京駅で東海道線担当のグリーンアテンダントが降車し、上野駅で宇都宮線・高崎線担当のグリーンアテンダントが乗車する。逆も同様）。なお、宇都宮線・高崎線からの品川行きには、上野駅 - 品川駅間でグリーンアテンダントが乗務しない。ちなみに、日中の列車では上野駅 - 東京駅間でグリーン車に清掃員が乗車してゴミの有無などを見回りしている。沼津駅発着の列車では、JR東海区間でグリーンアテンダントが乗務していない（グリーン車Suicaシステムも非対応、上野東京ライン以外の東海道線列車と同様）。
列車種別 朝の北行に限り、東海道線内を普通として運行し、東京駅にて宇都宮線快速「ラビット」または高崎線快速「アーバン」に種別変更する直通列車が設定されている。なお、湘南新宿ライン特別快速（東海道線・高崎線内快速運転）のように両線区を跨がって快速運転する列車は運行されていない。また、2021年3月13日のダイヤ改正より、快速「アクティー」は上野東京ラインとしては設定されなくなり、東京駅を始発駅とするようになった（その後全廃）上野東京ライン開通から2021年3月12日までは「アクティー」も上野東京ラインを経由して上野駅および宇都宮線まで直通し、宇都宮線内普通として運転されていた。。なお、夜間においての宇都宮線「ラビット」、高崎線「アーバン」は当初より上野東京ラインとしては運行されていない。2025年4月19日に限り羽田空港アクセス線に伴う田町駅構内の線路切替工事の影響で、18時台に高崎線「アーバン」、19時台に宇都宮線「ラビット」の各1本が上野東京ライン経由品川駅発で延長運転された（品川駅 - 東京駅間は普通列車として運行）。 サムネイル|300px|高崎線快速「アーバン」に種別変更する直通列車（藤沢駅 - 大船駅間） 宇都宮線 - 東海道線系統 普通（全区間普通） 快速「ラビット」（東海道線：普通→宇都宮線：快速「ラビット」）朝の北行2本のみ。 高崎線 - 東海道線系統 普通（全区間普通） 快速「アーバン」（東海道線：普通→高崎線：快速「アーバン」）
列車番号 宇都宮線および高崎線系統の列車番号は以下のように付与されている。 上から1桁目 全区間普通列車：1 宇都宮線内快速「ラビット」、高崎線内快速「アーバン」のいずれかに該当する列車：3東海道線内を快速「アクティー」として運転する列車もこれに該当していた。 上から2桁目 宇都宮線系統：5、6 高崎線系統：8、9 なお、東海道線横浜方面からの上野止まりの列車はこのあとの回送先で宇都宮線系統か高崎線系統かが決まる（例：平日1540E〈平塚発上野行き、小金井に回送〉、平日1836E〈二宮発上野行き、籠原に回送〉）。
下2桁は、南行が21からの奇数、北行が20からの偶数が付与される。
末尾のアルファベットは「E」。ただし、東海道線・宇都宮線・高崎線内完結列車と上野東京ライン直通列車熱海駅 - 沼津駅間（JR東海管轄区間）の末尾は「M」。東海道線内完結列車および上野東京ラインとして運行する列車と、宇都宮線・高崎線内完結列車との間で、列車番号の奇数・偶数が逆転している。これは前者が東海道線の上下方向に、後者が上野駅を基準とした宇都宮線・高崎線の上下方向に列車番号を合わせているためである。
常磐線 本項では、常磐線内での方向に合わせ、品川行きを「上り」、品川発を「下り」と記述する。
快速電車・中距離列車の一部および臨時列車除く特急列車が常磐線からの片乗り入れで品川駅発着となっている。宇都宮線・高崎線に比べると、上野駅発着も数多く存続している。常磐線では東京駅を始発・終着とする列車は存在しない。また、特急列車は新橋駅には停車しない。
6 - 7 時台は特急「ひたち1号」「ときわ51号」が品川発で設定されているほか、中距離列車2本が品川駅発着となっている。
平日朝ラッシュ時（東京駅8時台）は、上りの快速電車5本（取手発3本、成田発2本）と中距離列車3本が品川行きとして運転される。折り返しの品川発電車は運転されない。土休日の同時間帯は、成田発の快速電車2本・中距離列車2本が品川行きで、折り返しの品川発は中距離列車の一部が運転される。また「ときわ53号」「ひたち5号」も品川発となる。
9時台からは上り特急と中距離列車の品川駅発着列車の運行が始まり、上野駅9時台着以降の上りと、10時台以降の下り正時（00分）・30分発の特急「ひたち」「ときわ」は全列車が品川駅発着で運転される。日中は中距離列車が品川駅発着で1時間に3本運転されており、多くが土浦駅発着である。
17時台からは快速電車も一部が品川駅発着で運転されるようになり、中距離列車と合わせて1時間に4本（各2本）が品川駅発着で運転される。下りは多少の時間差はあるものの、22時台まで（品川駅基準で）「快速電車取手行き。平日の18時台は成田行き。、「ときわ」、中距離列車、快速電車成田行き。土休日19時台は取手行き。、ひたち（21・22時台はときわ）、中距離列車」というパターンになっている。
品川駅発着の最終電車は、宇都宮線・高崎線 - 東海道線と同じく北行が東京駅23時頃であるが、その折り返しとなる南行はそれより早く終了する。
このほかにも臨時列車や団体列車が設定されている。
列車種別 特急（「ひたち」「ときわ」） 特別快速（全区間特別快速。品川行きは、開業時点の2015年3月には上野駅から「普通」と案内されていたが、2019年12月時点では東京駅から「普通」と案内されている。変更日時は不詳） 快速（取手駅 - 品川駅間快速。ただし、成田駅発着列車は成田線成田駅 - 我孫子駅間普通） 普通（全区間普通。ただし、上りは取手駅 → 日暮里駅間、下りは品川駅 → 天王台駅間は「快速」と案内） ※列車番号は、特急列車と普通列車が末尾「M」で偶数が上野・品川行き、奇数が土浦・水戸・勝田方面。快速が末尾「H」で偶数が上野・品川行き、奇数が松戸・取手・成田方面（成田線内は末尾「M」）となっている。品川発着の中距離列車は上2桁が11 - 12（特別快速は31 - 32）、上野・我孫子発着は*3 - *4（千の位は、なしが水戸以北発着、2が土浦発着）で、下2桁は両者通しでつけられている。
運行本数 設定されている定期列車の運行本数（2025年3月15日現在）は以下の通り。 +日中の運行パターンと運転本数路線名東北本線東海道線種別＼駅名………………東海道線 （東京駅発着）特急 0-2本→東海道線東海道線・宇都宮線直通普通←宇都宮線3本東海道線・高崎線直通←高崎線3本高崎線 （上野駅発着）特急0-1本 普通0-1本常磐線 （品川駅発着）特急←常磐線2本 特別快速0-1本普通3本常磐線 （上野駅発着）快速3本
ダイヤ変遷 2015年 3月14日：新規開業時のダイヤを設定。平日南行177本、北行184本。休日南行174本、休日北行176本。 2016年 3月26日：運行形態・本数・行先に変更なし。一部列車の時刻の修正および、東海道線→宇都宮線北行朝1本、東海道線→高崎線北行午前1本、夕方1本の合計3本が10両編成より15両編成へ変更（日中の一部列車が15両編成から10両編成に変更）。 2017年 3月4日：運行形態・本数・行先に変更なし。品川発→常磐線北行の大多数列車の運転時分短縮。東海道線・宇都宮線・高崎線系統の一部列車を10両編成から15両編成に変更（日中の一部列車が15両編成から10両編成に変更）。 10月14日：常磐線直通列車を増発し、中距離列車と特急「ときわ」の乗り入れをデータイムのみからほぼ終日に拡大（2017年7月7日発表）。 東海道線・宇都宮線・高崎線系統の一部列車を10両編成から15両編成に変更。 高崎線→東海道線の朝通勤時間帯の2本の列車をそれぞれ品川行きから大船行きへ、小田原行きから品川行きへと変更（上野東京ラインとして初の大船行きの設定） 2020年 3月14日：常磐線全線再開にともない、品川発着の特急「ひたち」のうち、2.5往復が仙台まで運行区間を拡大する。 2021年 3月13日：各路線における終電時刻見直しにともなうダイヤ改正で、運行時間帯が深夜帯に拡大（宇都宮・高崎線 - 東京駅間のみ、上野東京ラインの定期ダイヤとして初の東京行きの設定も登場。また、この結果、「宇都宮線」としての下り最終列車、「高崎線」としての下りで高崎駅まで行く最終列車が上野始発から東京始発の上野東京ラインに切り替えられた）。