鉄道要覧による起点は名鉄岐阜駅だが、旅客案内、運行管理、列車番号の付番は新鵜沼駅を起点として扱っている。
路線概略
各務原市から岐阜市、および犬山線を経て名古屋への通勤・通学路線となっており、犬山線と運転系統上一体化している。(鉄道要覧準拠の終点である新鵜沼駅では岐阜方面へ折り返すことが難しい)
全線にわたってJR東海高山本線と並行しているが、本数では圧倒的に各務原線が有利。ただし運賃・所要時間の面ではJRに負ける。
かつて田神-新岐阜間には路面電車である田神線経由の美濃町線の列車が乗り入れていたが、分岐駅の田神駅には急行・準急は停車しないために各務原線と田神線を直通利用する場合に限って重複乗車の特例が設けられていた。田神線が廃線になった時にこの特例も廃止されている。
全線が濃尾平野を走る関係上、平坦な区間が多いが羽場-鵜沼宿間に木曽川が形成した河岸段丘を33.3パーミルの勾配で一気に駆け下りる区間(逆方向の場合は当然ながら駆け上がる)がある。