なお京葉線東京駅は本来成田新幹線のホーム用地として確保されていた地下部分にあるが、他の路線のホームより離れた位置にあり、動く歩道も整備されているが歩き慣れていなければ片道で10分近くかかる場合もあるとされる。同ホームから地上に出てすぐの場所には、東京国際フォーラムが立地するが、京葉線の東京駅延伸時には同じ場所に東京都庁が存在した(翌年に新宿区西新宿に移転)。

沿線には舞浜の東京ディズニーリゾートを筆頭に、海浜幕張には幕張メッセと千葉マリンスタジアム、南船橋にはららぽーとTOKYO-BAYに船橋競馬場、幕張豊砂にはイオンモール幕張新都心、そして葛西臨海公園と観光施設や大型商業施設が多く立ち並び、特に休日の利用客はそれらの施設に来場する人が多い。さらに開業当時の南船橋にはスキードームザウス(現IKEA)、船橋オートレース場も存在した。

蘇我駅、海浜幕張駅、舞浜駅は、最寄の観光施設をモチーフにした発車メロディが使用されている。

東京湾岸の高架線を走行する路線の性格上、強風で運休や遅れが発生することが多いのが悩みの種となっている。

加えて上述通り乗り換えが出来ない駅の多さから、緊急事態には乗客はバイパスとして東京メトロ東西線や中央・総武緩行線に流れ、同線の混雑を引き起こす。

種別

特急

当路線を経由して、外房線・内房線へ向かう特急「わかしお」・「さざなみ」が運行している。これらは、特急「成田エクスプレス」の運行開始に伴って総武・横須賀線において線路容量が不足したことが背景としてある。

当初は、京葉線内途中駅は無停車であったが、2000年 12月2日の改正で一部列車が幕張新都心の海浜幕張駅に停車するようになった。そして、2007年 3月18日のダイヤ改正から東京発16時までの下りおよび同駅発11時以降の上り全特急列車が同駅に停車するようになった。

これに伴い、同駅の東京方面ホームには自由席特急券の自動券売機が設置されたほか、駅係員がホームに出て自由席特急券を販売したり、放送で同駅から東京駅まで直行することをアピールするなど、特急の短距離利用促進宣伝を行っている。

通勤快速

平日の朝に上りが4本、平日夜間に下りが2本運行される。

線内の途中停車駅は八丁堀駅・新木場駅の2駅であり、東京近郊の路線の中では少ない。

全電車が内房線・外房線・東金線と直通運転を行う。

種別カラーは赤。

外房線内は快速運転を行うが、内房線内と東金線内は各駅に止まる。

外房線への通勤快速(土日祝日は快速)は東京駅 - 誉田駅間は外房線方面の列車と東金線方面の列車を併結して誉田駅で切り離し、翌朝には誉田駅で両線の列車を併結して東京駅へ運転されている。そのため、この列車に関連する運用のみ分割併合に対応したE233系F51 - F54編成が充当されている。

快速

平日の日中は30分間隔、土曜・休日の日中は15分間隔で運行され、日中の上りは海浜幕張駅で同駅始発の各駅停車東京行きに接続している。下りは平日の日中以外はほとんどの電車が新浦安駅で各駅停車に接続し、南船橋駅では当駅発着の武蔵野線直通と接続する。

総武線快速では一つの市･区に一つの停車駅が存在する傾向にあるが(新小岩駅は葛飾区、市川駅は市川市、船橋駅は船橋市、津田沼駅は習志野市等)、京葉線では江戸川区、市川市、習志野市には快速は止まらず通過していく。

ダイヤ変更により、途中駅での特急列車の通過待ちまたは時間調整をする電車が多く、最速の各駅停車よりも所要時間がかかる電車もある。また一部下り列車は海浜幕張駅で通勤快速の通過待ちをする。

日中は1時間あたり1本が外房線の上総一ノ宮駅まで直通運転を行っており、外房線内は各駅に停車する。

種別カラーは緑（幕式・フルカラーLED共通）。朝時間帯は行われていない（通勤快速は除く）。

各駅停車

京葉線内では平日日中は1時間あたり4本運行されており、海浜幕張駅発着と蘇我駅発着が2本ずつ運行されている。土曜・休日日中も平日と同じくらいの運行がされており、この時間帯は全て海浜幕張駅発着で運行されている。

平日の日中以外は新浦安駅で京葉快速の待ち合わせを行うことが多いほか、一部電車は千葉みなと駅・海浜幕張駅・新習志野駅・新浦安駅・葛西臨海公園駅で特急列車の通過待ちを行う。夜間の一部の電車が内房線、外房線から直通するものある。

また、後述の武蔵野線直通電車を補完する形で、京葉線の10両編成の車両で西船橋駅発着の便も運行されている。

種別カラーは青（E233系のフルカラーLED表示機のみ設定）。

武蔵野線直通列車は、東京駅発着と南船橋駅発着が1時間あたり各3本運行される。日中の南船橋駅発着の電車は南船橋駅で蘇我・東京方面両方に接続している。

海浜幕張着の1本のみ新習志野で特急「さざなみ」の通過待ちをする。

2013年 3月16日のダイヤ改正前は、東京駅発着系統は快速(武蔵野快速)運転だったが、武蔵野線直通列車は全て各駅停車となった。これに合わせて快速通過駅では、停車本数が大幅に増加している。

車両

255系・E257系は幕張車両センター、209系・E231系・E233系は京葉車両センター所属。

現在の車両

255系

さざなみやわかしおで使用

E257系

同上

E233系5000番台

2010年7月1日より運用開始。また増備途中で6両+4両分割編成が製作され2011年3月7日より分割運用開始

209系500番台

現在の武蔵野線乗り入れ車両

E231系0番台

E231系900番台

209系500番台

過去の車両

103系

2005年11月18日で運用終了

201系

2011年6月20日で運用終了

205系

2011年7月25日で運用終了

E331系

2011年10月1日で運用終了

過去の武蔵野線乗り入れ車両

101系

103系

2005年12月8日で運用終了

201系

武蔵野線の列車の8両化に先立ち1996年10月20日を最後に当線での運用を終了。

205系

2020年10月19日で運用終了

駅一覧

●…停車

レ…通過

▲…「わかしお」の一部が停車

駅名	快速	通勤快速	特急	乗り換え路線
東京(JE1)	●	●	●	中央線快速(JC01)/山手線(JY01)/京浜東北線(JK26)/東海道線(JT01)/上野東京ライン(JU01)/総武快速線・横須賀線(JO19) 東北上越・山形・秋田・北陸・北海道新幹線東海道新幹線東京メトロ丸ノ内線(M17)
八丁堀(JE2)	●	●	ㇾ	東京メトロ日比谷線(H12)
越中島(JE3)	ㇾ	ㇾ	ㇾ
潮見(JE4)	ㇾ	ㇾ	ㇾ
新木場(JE5)	●	●	ㇾ	東京臨海高速鉄道りんかい線(R01) 東京メトロ有楽町線(Y24)
葛西臨海公園(JE6)	ㇾ	ㇾ	ㇾ
舞浜(JE7)	●	ㇾ	ㇾ	ディズニーリゾートライン
新浦安(JE8)	●	ㇾ	ㇾ
市川塩浜(JE9)	ㇾ	ㇾ	ㇾ	武蔵野線(直通)
二俣新町(JE10)	ㇾ	ㇾ	ㇾ
南船橋(JE11)	●	ㇾ	ㇾ	武蔵野線(直通)
新習志野(JE12)	ㇾ	ㇾ	ㇾ
幕張豊砂(JE13)	ㇾ	ㇾ	ㇾ
海浜幕張(JE14)	●	ㇾ	▲
検見川浜(JE15)	●	ㇾ	ㇾ
稲毛海岸(JE16)	●	ㇾ	ㇾ
千葉みなと(JE17)	●	ㇾ	ㇾ	千葉都市モノレール(CM01)
蘇我	●	●	●	内房線(一部直通)/外房線(一部直通)