概要
拝島で接続する青梅線同様オレンジ帯のE233系を使用している。かつて五日市線を走っていた優等種別として、青梅線及び中央快速線に乗入れ、東京まで至るホリデー快速あきがわ号や一部青梅特快が存在、ホリデー快速は拝島で青梅線ホリデー快速おくたま号と連結・分離を行っていた。また、拝島では八高線直通列車と合流・分岐を行う併合列車連結・分離も行っていた。この列車は上りの場合は高麗川から来た4両と武蔵五日市から来た6両が当駅で合流・連結、立川・東京方面に向かう。下りの場合は「高麗川・武蔵五日市行き」として当駅へ到着後、高麗川行き4両と武蔵五日市行き6両にそれぞれ切り離し・分岐する。青梅線走行区間は立川～拝島のみ。いずれも全てE233系で運行されていた。
ホリデー快速とて単線のためか、青梅線奥多摩方面に向かう途中ほとんどの駅を通過するおくたま号と異なり、線内を走るあきがわ号は各駅に停車する。交換可能駅も限られるため、列車交換も頻繁に行われる。接続駅は拝島のみで、ここでは青梅線の他にも八高線や西武拝島線と乗換が可能。
一部列車は青梅線を経由し、立川駅まで直通する。
2022年ダイヤ改正で、青梅線直通区間を立川までに限定する形で短縮、中央本線との直通（各種快速含む）や八高線直通列車との併合運用は全て廃止となった（八高線青梅・中央本線直通運用も廃止）。現在は（立川 - ）拝島 - 武蔵五日市の全区間を各駅停車のみが走っている。
駅一覧
○=交換可能駅 ×=交換不可駅
余談
1937年に立川自動車運輸(現在の立川バス)を傘下に置いた。山奥の私鉄がそうであったように、私鉄のバス事業は複雑な経歴を持つというか・・・。
1944年までは私鉄（五日市鉄道。後に南武鉄道【南武線の前身】に合併）であった。
1944年まで立川 - -拝島間に青梅線（当時は青梅電鉄）南方に並行して独自の路線を持っていたが、青梅電鉄と同時に国有化された際に不要不急線扱いで休止され実質廃線となった。現在は立川駅付近が青梅短絡線（中央本線下り線・南武線と直結する）として残り、それ以外ほとんどの区間は立川通りや新奥多摩街道などの道路整備で面影すら残らない区間が多い。しかし一部区間の道路は線路跡地の線形を維持したまま面影を残す箇所もあり、「五鉄通り」という愛称がつけられている（「五鉄」は五日市鉄道の略称）。
武蔵五日市からも武蔵岩井まで路線が伸びていたが、1971年に旅客輸送廃止、1982年に全区間廃止となった。これにより、東京都西多摩郡日の出町から鉄道が姿を消した。
（東京都内で鉄道の無い自治体は島嶼部を除き、武蔵村山市、西多摩郡日の出町、西多摩郡檜原村の1市1町1村のみである）
青梅線と異なり、1961年まで直流電化されなかった。そのため、蒸気機関車や気動車がしぶとく生き残っていた（武蔵五日市駅構内に機関区【八王子機関区武蔵五日市支区】があった）
廃止区間
1971 - 1982年廃止区間
| 駅名 | 読み | 特記事項 |
|---|---|---|
| 武蔵五日市 | むさしいつかいち | - |
| （三内信号扱所） | さんない | 武蔵五日市駅構内扱い。拝島方面との分岐点。武蔵五日市から武蔵岩井に向かう列車はスイッチバックする。現在は高架化された武蔵五日市へのアプローチ起点となっている。 |
| 大久野 | おおぐの | 1971年旅客廃止。貨物駅化。1982年廃止 |
| 武蔵岩井 | むさしいわい | 1971年廃止 |
1944年休止区間（実質上廃止）
| 駅名 | 読み | 特記事項 |
|---|---|---|
| 立川 | たちかわ | 省線中央線・南武鉄道線・青梅電鉄線乗換 |
| 武蔵上ノ原 | むさしうえのはら | 立川 - 当駅間は青梅短絡線の一部に転用され、駅は上野原踏切付近線路脇の不自然に空いている場所にあった |
| 郷地 | ごうち | - |
| 武蔵福島 | むさしふくじま | 駅名は「ふくじま」と読む（昭島市福島町）が東北本線福島や中央本線木曽福島と区別を付けるため、「武蔵」を冠した |
| 南中神 | みなみなかがみ | - |
| 宮沢 | みやざわ | - |
| 大神 | おおがみ | 現在、駅跡地が公園として整備されている。付近の線路跡地も道路や遊歩道に整備され、対八高線アンダーパスは地下遊歩道となっている |
| 武蔵田中 | むさしたなか | 新奥多摩街道との交差点付近。車止めモニュメントが設置されており、駅跡地点はモニュメントから見て交差点を挟んだ向こう側。ここから引続き団地及び多摩川方面に伸びる道路が当駅より分岐していた拝島支線跡。多摩川の砂利を運ぶための専用線であった |
| 南拝島 | みなみはいじま | - |
| 拝島 | はいじま | 省線八高線・青梅電鉄線乗換 |
1944年休止区間（貨物線、実質上廃止）
| 駅名 | 読み | 特記事項 |
|---|---|---|
| 武蔵田中 | むさしたなか | |
| 拝島多摩川 | はいじまたまがわ | 貨物駅 |
