路線延長	35.5km(川崎駅～立川駅) 4.1km(尻手駅～浜川崎駅) 5.4m(尻手駅～鶴見信号場駅～鶴見駅《旅客営業なし》)
軌間	1067mm
駅数	26駅(川崎駅～立川駅間) 5駅(鶴見駅除く支線)
起終点	川崎駅～立川駅(本線) 尻手駅～浜川崎駅(浜川崎支線) 尻手駅～鶴見信号場間
複線区間	本線全線(川崎駅～立川駅間) 八丁畷駅～浜川崎駅
電化区間	全線直流電化(1500V)
閉塞方式	自動閉塞式
保安装置	ATS-P
運行管理システム	東京圏輸送管理システム《ATOS》(川崎駅～立川駅)
最高速度	川崎駅～立川駅:100km/h 尻手駅 - 川崎新町駅間(浜川崎支線):85km/h 川崎新町駅 - 浜川崎駅間(浜川崎支線):95km/h 尻手駅 - 新鶴見信号場間(尻手短絡線):85km/h

概要

現在の車体の帯は、中央・総武緩行線と同じ黄色、オレンジ色、そしてこげ茶色の3色である。

戦前は南武鉄道と呼ばれる私鉄であり、1944年に戦時買収により国有化。多摩川右岸の川崎市を南北に走る大動脈であると同時に、東京都心から伸びる放射路線を横に繋ぐ環状路線。ほかに、尻手駅と浜川崎駅を結ぶ南武支線、尻手駅から新鶴見信号場を経由して鶴見駅を結ぶ支線（通称・尻手連絡線、貨物専用）が存在する。

路線距離は39.6km（支線含む）と、東京メガループの中で、最も路線距離が短い。元が私鉄だったこともあり、駅間距離が短く、平均表定速度も低い（約37km/h）のが特徴である。

その為、最高速度は100km/hなのだがそこまで出す電車は限られ、特にラッシュ時間帯は本数の多さから少しスピードが落ち、所要時間も長くなる。

快速運転

国鉄時代にも短期間ながら快速運転が行われていた実績があるが長続きしなかった。ところが横須賀線武蔵小杉駅の開業で朝の通勤ラッシュが大幅に変わり、快速運転が必要なぐらい混雑するようになった。

そして2011年に川崎～登戸間で通過運転を行なう南武線快速が復活。

2014年3月15日には快速の停車駅から中野島駅と矢野口駅が除外され、川崎駅～稲城長沼駅間が快速の通過運転区間となった。

2015年3月14日（北陸新幹線や上野東京ラインの運用開始日）には稲城長沼駅～立川駅間に通過駅が設けられ、同区間の途中停車駅は府中本町駅と分倍河原駅のみになった。

2019年ダイヤ改正からは日中に加えて夕ラッシュ時間帯に川崎〜登戸/稲城長沼で運行が開始された。

快速停車駅の変更

駅名	読み	2011年4月～2014年3月14日までの快速	2014年3月15日～2015年3月13日までの快速	2015年3月14日～現在の快速
川崎	かわさき	●	●	●
尻手	しって	レ	レ	レ
矢向	やこう	レ	レ	レ
鹿島田	かしまだ	●	●	●
平間	ひらま	レ	レ	レ
向河原	むかいがわら	レ	レ	レ
武蔵小杉	むさしこすぎ	●	●	●
武蔵中原	むさしなかはら	●	●	●
武蔵新城	むさししんじょう	●	●	●
武蔵溝ノ口	むさしみぞのくち	●	●	●
津田山	つだやま	レ	レ	レ
久地	くじ	レ	レ	レ
宿河原	しゅくがわら	レ	レ	レ
登戸	のぼりと	●	●	●
中野島	なかのしま	●	レ	レ
稲田堤	いなだづつみ	●	●	●
矢野口	やのくち	●	レ	レ
稲城長沼	いなぎながぬま	●	●	●
南多摩	みなみたま	●	●	レ
府中本町	ふちゅうほんまち	●	●	●
分倍河原	ぶばいがわら	●	●	●
西府	にしふ	●	●	レ
谷保	やほ	●	●	レ
矢川	やがわ	●	●	レ
西国立	にしくにたち	●	●	レ
立川	たちかわ	●	●	●

連絡線

本路線の線路は、立川駅では中央本線や青梅線と接続しており、貨物列車や臨時列車の直通運転で頻繁に使われていたが、今や本数は激減している。

川崎駅においても京浜東北線北行の線路とは一応つながっている。しかし、保安システムの関係上、入線は不可能であり、また長い間使われていないため線路の劣化が激しい。

駅舎や高架化工事など

かつて沿線の駅舎は戦前の国有化前に建てられたものが長らく存在しており、よく言えば国鉄らしくない独特な設計、悪くいえばボロボロなものが多かった。

尻手駅、武蔵小杉駅～武蔵溝ノ口駅及び、稲田堤駅～府中本町駅は立体交差化されており巨大な高架橋が立ち並ぶ。

これに加えて、尻手駅～武蔵小杉駅及び谷保駅～立川駅でも立体交差事業が検討されている。

その内、谷保駅～立川駅間に関しては高架化事業内容がはっきりした上で谷保駅は東側に東八道路跨線橋関係で立体化しない方針に。

駅舎工事関連だと津田山駅と稲田堤駅で橋上駅舎化工事が行われた。久地駅、宿河原駅、中野島駅でも橋上駅舎が検討されている。

中央・総武緩行線との間違い

黄色の帯をしている南武線は、同じく黄色の中央・総武緩行線と少し似ている。だが、当路線は黄色とオレンジ色とこげ茶色（ぶどう色とも。旧型国電の車体色）の三色。

立川駅経由の中央・総武緩行線直通電車がごくわずかながら発着していた頃は、特に注意を要していた。

羽田空港及び青梅線・五日市線直通計画

南武線関連では川崎駅或いは南武支線を介して羽田空港への直通計画が存在する。

それが理由で特に立川市では市長選になると、この計画が度々争点になる位。

仮に完成すると南武線経由で羽田空港へのアクセスが改善され羽田空港～西多摩並びに山梨方面へのアクセスが改善される見込み。

車両

2014年度から横浜線に続きE233系が投入され、6両35編成が205系と209系を置き換えた。
2017年3月15日より青梅線・五日市線から転属改造されたE233系8500番台が運転開始。

ダイヤパターン

平日、土休日共に午前10時～午後15時台の時刻表のダイヤパターン。

平日

種別	本数	川崎	登戸	稲城長沼	立川	備考
快速	2本/h	<	=	=	>
各駅停車	6本/h	<	=	=	>

土休日

種別	本数	川崎	登戸	稲城長沼	立川	備考
快速	3本/h	<	=	=	>
各駅停車	6本/h	<	=	=	>

停車駅と接続路線

2023年現在

●=停車レ＝通過

駅番号	駅名	読み	各停	快速	接続路線	備考
JN01	川崎	かわさき	●	●	東海道線(JT04)/京浜東北線(JK16) 京急本線/大師線京急川崎駅(KK20)	川崎競馬場、川崎競輪場がある。
JN02	尻手	しって	●	レ	南武支線	↓横浜市に入る
JN03	矢向	やこう	●	レ
JN04	鹿島田	かしまだ	●	●		↓川崎市に戻る
JN05	平間	ひらま	●	レ
JN06	向河原	むかいがわら	●	レ
JN07	武蔵小杉	むさしこすぎ	●	●	横須賀線(JO15)/湘南新宿ライン・相鉄・JR直通線(JS15) 東急東横線(TY11)/目黒線(MG11)
JN08	武蔵中原	むさしなかはら	●	●		鎌倉車両センター中原支所がある
JN09	武蔵新城	むさししんじょう	●	●
JN10	武蔵溝ノ口	むさしみぞのくち	●	●	東急田園都市線/大井町線溝の口駅(DT10/OM16)
JN11	津田山	つだやま	●	レ
JN12	久地	くじ	●	レ
JN13	宿河原	しゅくがわら	●	レ
JN14	登戸	のぼりと	●	●	小田急小田原線(OH18)
JN15	中野島	なかのしま	●	レ
JN16	稲田堤	いなだづつみ	●	●	京王相模原線京王稲田堤駅(KO36)	↑ここまで神奈川県
JN17	矢野口	やのくち	●	レ		↓ここから東京都
JN18	稲城長沼	いなぎながぬま	●	●
JN19	南多摩	みなみたま	●	レ
JN20	府中本町	ふちゅうほんまち	●	●	武蔵野線(JM35)	東京競馬場、多摩川競艇場がある。
JN21	分倍河原	ぶばいがわら	●	●	京王線(KO25)
JN22	西府	にしふ	●	レ
JN23	谷保	やほ	●	レ
JN24	矢川	やがわ	●	レ
JN25	西国立	にしくにたち	●	レ		かつて立川機関区が所在し、当線や青梅線などで活躍したED16などが配属されていた。
JN26	立川	たちかわ	●	●	中央線快速・青梅線(JC19) 多摩都市モノレール立川南駅(TT11)・立川北駅(TT12)	立川競輪場がある。

JR矢野口駅と京王よみうりランド駅、JR稲城長沼駅と京王稲城駅、JR府中本町駅と京王府中駅、JR西府駅と京王中河原駅は基本的にさほど離れていないのでどちらの駅も使うことが出来る。

今後の計画

川崎市は、南武線立体交差2期事業となる尻手駅～武蔵小杉駅間5.5kmについて、地下化も視野に入れて事業の具体化に向けた検討を進める考えを明らかにしている。市が試算した1kmあたりの事業費は、高架化の場合が約140億円、地下化の場合は約300億円。実行計画の中で、南武線は旅客列車と貨物列車が併用しており、高架化工事の過程で生じる線路の勾配の規定が異なるため、工法の検討も進めるとしている。
東京都の都市計画事業における踏切対策基本方針において矢川駅付近（矢川踏切）～立川駅付近（羽衣踏切）を「鉄道立体化の検討対象区間」としている。
鹿島田駅～新川崎駅付近での交通結節点機能を強化を検討している。
建設予定の川崎縦貫高速鉄道（川崎市営地下鉄）を武蔵小杉駅に乗り入れさせる案があったが、川崎縦貫高速鉄道自体が計画休止になった。