南武線（なんぶせん）は、神奈川県川崎市川崎区の川崎駅と東京都立川市の立川駅を結ぶ、東日本旅客鉄道（JR東日本）の鉄道路線（幹線）である。そのほかに以下の支線を持つ。 神奈川県川崎市幸区の尻手駅と同市川崎区の浜川崎駅を結ぶ支線（通称「南武支線」「浜川崎支線（国立国会図書館デジタルコレクション）」など、旅客案内上は「南武線 浜川崎方面」）ただし列車運行上は、浜川崎方面ではなく尻手方面を下りとしている。。 尻手駅から新鶴見信号場を経由して神奈川県横浜市鶴見区の鶴見駅を結ぶ支線（通称「尻手短絡線」、旅客営業なし）。
概要 川崎市（一部のみ横浜市）から稲城市や府中市および国立市を経由し、立川市に至る首都圏の郊外を結ぶ全長35.5 kmの路線で、川崎市をその細長い形に沿うように貫く動脈である。ラインカラーは黄色（）であり、走行する車両の車体色の一部に用いられている。駅ナンバリングで使われる路線記号はJNNambu。
川崎市内においては、川崎駅付近や臨海地区などの南部地域と多摩区などの北部地域を結ぶ唯一の交通機関である。東京都心や山手線各駅から郊外に延びる複数の放射状路線と交差する環状路線（フィーダー線）の一つとなっており、並行している横浜線や、京葉線・武蔵野線と連続する東京の外環状線「東京メガループ」の一部を構成している。また、川崎駅の隣の尻手駅からは、鶴見線・東海道貨物線の浜川崎駅へと伸びる支線（通称「南武支線」）と、品鶴線の新鶴見信号場へと伸びる支線（通称「尻手短絡線」）が存在する。
多摩川とは距離は多少離れるが全線で並行し、右岸を走る南側では多摩丘陵東端に沿って多摩川の氾濫原を走る。多摩川を渡った北側では立川崖線を登り、武蔵野台地上を走る。堤防は稲城市内の高架線や登戸駅付近で見える。川崎市内では二ヶ領用水とも並行し、その本川および川崎堀とは中野島駅・宿河原駅・久地駅・武蔵小杉駅・平間駅の各駅付近で計5回交差する。
また、大半が地下を通る貨物線（通称「武蔵野貨物線」 鶴見駅 - 梶ヶ谷貨物ターミナル駅 - 府中本町駅間）が南武線の南側の多少離れた所を通っている。
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、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つながっているが、あくまでも保守用車用で、信号が接続されておらず直通は不可能である。東海道本線や横須賀線へ車両を回送する際は尻手駅からの南武支線、東海道本線貨物支線経由で鶴見駅や品川駅へ出る実際、車輪転削のために車両を国府津車両センターへ回送する場合は、尻手駅から浜川崎支線経由で浜川崎駅へ出て、そこから東海道貨物線経由で国府津駅へと向かう。。また、府中本町駅では武蔵野線と旅客ホームを経由しない形態でつながっている。かつては向河原駅からも東海道本線貨物支線へ分岐線が延びていたが、1973年に廃止されている。
さらに、東急電鉄の東横線・目黒線と武蔵小杉駅で、田園都市線・大井町線の溝の口駅と武蔵溝ノ口駅で接続している。東横線や目黒線（東急新横浜線）と田園都市線の駅を結ぶ路線は横浜線など他にもあるが、2000年に目蒲線から改称された目黒線が武蔵小杉駅まで延伸され、9年後の2009年に大井町線が溝の口駅まで延伸されたことで、南武線は目黒線・大井町線とも接続するようになった。
2008年、JR東日本が発表した長期経営計画「グループ経営ビジョン2020 -挑む-」において、横浜線・武蔵野線・京葉線とともに「東京メガループ」を形成し、サービス向上に努めていくことが発表された - 東日本旅客鉄道。これに関連し、2011年4月9日より快速列車が32年半ぶりに復活した（詳細は後述）。
首都圏のJR路線のなかでも中央線などと同様に、ラッシュ時は屈指の混雑路線として知られ、最混雑区間（武蔵小杉駅 - 武蔵中原駅間）の混雑率は2019年度まで180%台であり、2016年には188%を記録するなどその混雑解消が急務となっている（2020年以降の混雑率は120%以下で推移。これでも他のJR路線より高い。「混雑率の推移」の節も参照）。
歴史
南武線は私鉄の南武鉄道により開業した路線である。
上平間で代々名主を務める家の生まれで16代目当主、村会議員の秋元喜四郎が発起人総代となり、1919年（大正8年）5月5日付けで、鉄道院に「多摩川砂利鉄道敷設免許申請書」を出願した鈴木2004、p.186。秋元喜四郎は1915年、平間界隈の多摩川の堤防建設を、500名の村人全員が編笠をかぶって県庁に直訴した「アミガサ事件」を先導した人物である。申請は川崎駅を起点に橘樹郡の各村を経て東京府南多摩郡稲城村へ達するという蒸気鉄道の運営であり、多摩川の川原で採取した砂利を運搬するのが目的であった。1920年1月29日に免許が交付された後、3月1日に会社を設立し、社名を「南武鉄道株式会社」に改称した。3月17日には終点を立川まで延長、府中町 - 国分寺町間の支線の敷設を追加で申請した。これらは単に砂利を運搬するだけでなく、多摩地域と川崎とを結ぶ交通路線となることも目指していた。主要事業の登戸、宿河原の砂利運搬のため、南武鉄道は川崎 - 登戸間を「第一期線」として、「川崎登戸間開通セバ殆ンド全通シタルト同様ノ収益アリ」と説明した鈴木2004、p.187。
会社設立の際、資金集めに難航し、地元の発起人は次々と脱退した。沿線地域の住民の利益よりも、企業目的の優先に重きが置かれたように感じられたため、実際に1919年5月に南部砂利鉄道株式会社の設定計画が立てられてから、工事許可申請が何度も延期された鈴木2004、p.189。当時は物流については稲田村菅から大師河原までの水上交通があり、旅客については一頭立ての四輪馬車などがあり、地元住民は鉄道に利用価値を感じていなかった鈴木2004, p188,189。鉄道用地買収もコスト削減のために農地ばかりを買い進め、予定路線は大幅にずれて田んぼの真中を走ることとなり、着工時期はまったく見当がつかない状況であった。
そんななか、浅野セメント（日本セメントを経て、現在の太平洋セメント）の浅野総一郎と浅野財閥系列企業が名乗りを上げた。浅野総一郎は既に青梅鉄道（後の青梅電気鉄道、現在の青梅線）を傘下に収めており、セメントの原料の石灰石を青梅鉄道から中央本線・山手線・東海道本線経由で工場のある川崎まで運んでいた。川崎と立川を結ぶ南武鉄道を傘下にすればすべて自分の系列の路線で運搬することができ、輸送距離も大幅に短くなる。両者の利害が一致し、南武鉄道は浅野系列となった。浅野総一郎の息子、浅野泰治郎が1923年9月30日に南武鉄道の株5,000株を入手し、筆頭株主となった鈴木2004、p.191。
1927年3月9日に川崎駅 - 登戸駅間と貨物線の矢向駅 - 川崎河岸駅間が開業した。貨物線を除き当初から全線電化である。当初、南武鉄道は電車6両、蒸気機関車2両、貨車44両を保有していた。目黒競馬場の移転先を沿線の府中に誘致し（東京競馬場）、稲田堤の桜や久地の梅園などへの花見客を誘致するなど、利用者増加のための努力が行われ、特に競馬開催時に電気機関車牽引の客車列車を運転するほどの利用客があった。1927年11月1日に登戸 - 大丸（現・南多摩）間、1928年12月11日に大丸 - 屋敷分（現・分倍河原）間を延伸、1929年12月11日に分倍河原 - 立川間を開業、全線が開通した。全通当時は川崎 - 立川間35.5 kmを1時間10分で結んでいた。1930年3月25日に支線の尻手 - 浜川崎間も開業した。
1930年代以降、沿線には日本電気、富士通信機製造（現在の富士通）などの工場が進出し、沿線の人口が急増、南武鉄道はその通勤客を運ぶことになった。1937年上期（4月 - 10月）の乗降客は200万人に達し、日中戦争下の1938年下期には「通勤職工の増加、連日急増を呈し、定期旅客は人員において、十一割三分の未曾有の激増」と総括している鈴木2004、p.193。このような事情のもと、1939年までには川崎 - 武蔵溝ノ口間が複線化されていた原田（1999）、pp.87-88。。川崎市の人口増に住宅を供給するため、日本光学、東京電気、南武鉄道の三者により川崎住宅株式会社を設立し、経営にも参画した。1941年12月にはじまった大東亜戦争の対米英戦（太平洋戦争）下で、民間企業で初めての徴用令適用事業所となった日本光学をはじめとした軍需産業が川崎に集中し、1943年1月には、全国から約1万人の農村の女性が勤労報国隊員として川崎の軍需工場に動員された鈴木2004、p.194。帝都防衛のための軍事施設も沿線に多く造られ、そのための軍事輸送も南武鉄道が担うこととなった。
また、石灰石輸送などにおける浅野財閥の奥多摩電気鉄道、青梅電気鉄道、南武鉄道、鶴見臨港鉄道の連携が重要視され、4社の合併への協議がなされた。合併交渉途上に鶴見臨港鉄道が国有化されたが、1943年9月には残る3社の合併が決定し、1944年2月に関東電鉄（関東鉄道との記述もあり。茨城県の関東鉄道とは別）が発足することとなっていた。しかし、東海道線や工業地帯と中央線を結ぶ重要路線であること、重要物資の石灰石を輸送していること、軍事施設や重要工場が沿線に存在することなど軍事上重要な路線であるという理由で、1944年4月1日に戦時買収私鉄指定で国有化され国有鉄道の南武線となった。このころに一部の駅が廃止されている。なお、戦後の1946年から1949年頃に4社で払い下げ運動がなされた際も、払い下げ後はただちに4社が合併して関東電鉄となる予定であった。
南武線の国有化時に南武鉄道は会社を解散せず、バス事業を立川バスに継承し、鉄道路線以外で保有していたわずかな土地を管理する会社となった。その後「アサノ不動産」、「太平洋不動産」（現在の本社は東京都。神奈川県に本社を置く同名の会社とは別）と社名を変更し、太平洋セメントの傍系会社として現在も存続している（「立川バス#沿革」も参照）。
軍需工業地帯を走っていた南武線は、1945年に入ると連合国軍機による空襲の被害も受け原田（1999）、p.97。、終戦直後の1945年11月には所属41両のうち19両しか稼働できないという状況であった原田（1999）、p.99。。ただ、一部で複線の幅が狭く、車両限界の大きな国鉄の他線からの車両転属を阻まれたため、1947年には東京急行電鉄から幅の狭い車両（元・小田急所属の1600形など当時はいわゆる大東急時代で、1942年から1948年まで小田急電鉄は東急に合併されていた。）を借りるという、前代未聞の手段にも出ていた原田（1999）、pp.100-101。。このように、輸送改善が進まない現実を前にして、南武線など戦時買収された路線の払い下げ運動が起きるが、実現することはなかった原田（1999）、pp.102-103。（詳細は「鶴見臨港鉄道#被買収私鉄払い下げ運動」を参照）。
1950年代に入り高度経済成長により東京都区部の人口が増加すると、南武線沿線も私鉄との乗り換え駅を皮切りに都市化が進み、利用客が急増した。国鉄は車両の増結と複線化工事の実施などで輸送力増強を進め、1960年代後半には6両化と全線の複線化（1966年9月30日）を完成させた。また、軌道構造も通勤需要だけでなく、800トン級の貨物列車を通す目的もあって強化された原田（1999）、p.109。。その後も車両の大型化や新型化、一部区間の高架化などの事業を進めている。車両面の変遷を見ると、1963年から20メートル級の車両配置が行われたが原田（1999）、p.107。、当初はホーム有効長の点から必ず17メートル車3両＋20メートル車1両の編成として編成全長を71メートル以内に抑える措置が採られていた。1972年には101系が配属され、1978年には101系で旧型車を一掃した原田（1999）、p.108。。その101系も1991年には103系と205系に置き換えられ、さらにはJR化後の1993年に209系が配属されるなど、変遷を重ねている。高架化は1990年12月20日に武蔵小杉 - 武蔵溝ノ口間、2005年10月9日に稲田堤 - 稲城長沼間が竣工した。矢向 - 川崎河岸間の貨物線は1972年5月25日に廃止された。
1980年代には、中野島にあったキトーや武蔵溝ノ口にあった東芝、鹿島田の日立製作所など一部の工場が郊外に移転した敷地にパークシティなどの高層マンションが建つようになり、沿線人口はさらに増加したが、1990年代以降の乗客の増加率は横這い状態にある。なお、武蔵溝ノ口の池貝鉄工跡にはかながわサイエンスパーク (KSP) が建てられた。
2010年3月13日のダイヤ改正に合わせ、横須賀線にも武蔵小杉駅が開業し、武蔵小杉などの沿線では再開発によるマンションの建設が盛んで、再び混雑が進んでいる。
2014年10月4日からはE233系電車が営業運転を開始し、205系や209系を置き換えていった。本線（川崎駅 - 立川駅間）用の205系のうち、先頭車が0番台の編成は2015年12月6日をもって、先頭車が1200番台の編成は同月24日をもって、それぞれ定期営業運転を終了した。1200番台の編成については2016年1月9日の臨時列車が最後の運用を行った。南武線用の205系のうち一部はインドネシアのKRLジャボタベックへ譲渡された。
2020年代には首都圏混雑路線ランキングの常連になりラッシュ時の混雑が問題となっている。
年表 特に戦前において許認可と実態に差異のある場合がある。
南武鉄道 1920年（大正9年）1月29日：多摩川砂利鉄道として川崎町 - 稲城間の鉄道敷設免許を取得[ 「鉄道免許状下付」『官報』1920年1月30日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 1921年（大正10年）3月29日：南武鉄道設立[ 『地方鉄道及軌道一覧 : 附・専用鉄道. 昭和10年4月1日現在』]（国立国会図書館近代デジタルライブラリー）。 1924年（大正13年）2月8日：鉄道免許状下付（南多摩郡稲城村-北多摩郡立川村間、北多摩郡府中町-同郡国分寺村間）[ 「鉄道免許状下付」『官報』1924年2月12日]（国立国会図書館デジタルコレクション） 1927年（昭和2年） 3月9日：川崎駅 - 登戸駅間（10.7M≒17.22 km）、貨物支線 矢向駅 - 川崎河岸駅間（1.0 ≒1.61 km）が開業[ 「地方鉄道運輸開始」『官報』1927年3月17日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 尻手停留場・矢向駅・鹿島田停留場・平間停留場・向河原駅・武蔵中原駅・武蔵新城停留場・武蔵溝ノ口駅・宿河原駅・登戸駅および、貨物駅として川崎河岸駅が開業。 3月22日：向河原駅 - 武蔵中原駅間に丸子競馬場仮乗降場が開業。 3月25日：丸子競馬場仮乗降場が廃止。 5月7日：鉄道免許状下付（橘樹郡鶴見町-同郡田島町間）[ 「鉄道免許状下付」『官報』1927年5月11日]（国立国会図書館デジタルコレクション） 8月11日：武蔵中丸子停留場・久地梅林停留場（現在の久地駅）が開業。 11月1日：登戸駅 - 大丸駅間（5.0 M≒8.05 km）が延伸開業。 既存区間にグラウンド前停留場（現在の武蔵小杉駅）・武蔵小杉停留場（現在の武蔵小杉駅とは別）、新規開業区間に中野島停留場・稲田堤停留場・矢野口停留場・稲城長沼駅・大丸停留場（現在の南多摩駅）が開業。 1928年（昭和3年） 2月8日：尻手停留場・鹿島田停留場が仮停車場に変更。 6月13日：尻手仮停車場・鹿島田仮停車場が停留場に変更。 8月7日：稲田堤停留場の駅への変更が認可。 9月29日：矢向駅 - 向河原駅間が複線化。 12月11日：大丸駅 - 屋敷分駅（現在の分倍河原駅）間（2.2 M≒3.54 km）が延伸開業。是政多摩川停留場（のちの南武是政駅）・府中本町駅・屋敷分駅が開業[ 「地方鉄道運輸開始」『官報』1928年12月21日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 1929年（昭和4年） 月日不明：尻手停留所が駅に変更。 3月20日：川崎駅 - 矢向駅間が複線化。 8月1日：中野島停留場の駅への変更が認可。 9月7日：是政多摩川停留場の駅への変更が認可。 9月10日：貨物支線 向河原駅 - 市ノ坪駅間（0.4 M≒0.64 km）が開業。貨物駅として市ノ坪駅（新鶴見操車場隣接）が開業[ 「地方鉄道運輸開始」『官報』1929年9月18日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 12月11日：分倍河原駅 - 立川駅間（4.2 M≒6.76 km）が延伸開業。屋敷分駅が分倍河原駅に改称。西府停留場（現在の西府駅とは別の位置）・谷保駅・西国立駅・東立川停留場が開業[ 「地方鉄道運輸開始」『官報』1929年12月18日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 1930年（昭和5年） 3月25日： 貨物支線 尻手駅 - 浜川崎駅間 (4.0 km) が開業。八丁畷停留場・川崎新町駅・新浜川崎駅が開業[ 「地方鉄道運輸開始」『官報』1930年4月17日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 4月1日：尻手駅 - 浜川崎駅間を除く路線で、マイル表示からメートル表示に変更（川崎駅 - 立川駅間 22.1 M→35.5 km、尻手駅 - 川崎河岸駅間 1.0 M→1.7 km、向河原駅 - 市ノ坪駅間 0.4 M→0.7 km）。 4月10日：支線 尻手駅 - 新浜川崎駅間で旅客営業を開始。 8月9日：是政多摩川駅 - 府中本町駅間に貨物駅として南多摩川仮停車場が開業。 1931年（昭和6年） 月日不明：大丸停留場を多摩聖蹟口停留場に改称。 1月30日：グラウンド前停留場の仮停車場への変更が認可。 9月16日：グラウンド前仮停車場が駅に変更。 11月5日：本宿停留場が開業。 11月15日：新丸子駅 - グラウンド前駅間（営業キロ設定なし）・貨物支線 立川駅 - 西立川駅間 (2.1 km) が開業[ 「地方鉄道運輸開始」『官報』1931年12月8日]（国立国会図書館デジタルコレクション）（立川駅 - 武蔵上ノ原駅間は五日市鉄道との二重線籍）。 1932年（昭和7年） 5月20日：矢川停留場が開業。 6月17日：是政多摩川駅の南武是政駅への改称が届け出される。 7月1日：鉄道免許失効（1924年2月8日免許 西府-国分寺間）[ 「鉄道免許失効」『官報』1932年7月1日]（国立国会図書館デジタルコレクション） 8月2日：南多摩川仮停車場が廃止。 1933年（昭和8年）6月16日：南武是政駅の停留場への変更が認可。 1934年（昭和9年） 4月1日：宿河原不動停留場が開業。 10月21日：貨物駅として南多摩川駅（現在の南多摩駅）が開業。 1935年（昭和10年）2月25日：瓦斯倫動力併用認可（西国立-西立川間） 1936年（昭和11年） 1月：登戸連絡線の仮設物認可。 2月3日：西府停留場の駅への変更が認可。 3月19日：武蔵溝ノ口駅 - 久地梅林駅間に久地信号所の開設が認可。 9月11日：南武鉄道所属車両の小田急線乗り入れおよび小田急所属貨車128両の南武線乗り入れ認可。 1937年（昭和12年）10月30日：向河原駅 - 武蔵中原駅間が複線化。 1939年（昭和14年） 4月5日：武蔵中原駅 - 武蔵溝ノ口駅間が複線化。 9月14日：南多摩川駅と多摩聖蹟口停留場が併合・移転し、南多摩駅に改称して旅客営業開始。 1940年（昭和15年） 8月5日：向河原駅が日本電気前駅に改称。 8月17日：貨物支線 立川駅 - 西立川駅間 (2.1 km) が休止。 9月1日：休止中の貨物支線（立川駅 - 西立川駅間）の起点が武蔵上ノ原駅に変更 (-0.9 km)。 10月3日：南武鉄道が五日市鉄道を合併。 11月28日：西府駅の停留場への変更が認可。 1941年（昭和16年） 2月5日：日本ヒューム管前停留場（現在の津田山駅）が開業。 月日不明：日本ヒューム管前停留場 - 久地梅林駅間が複線化。 1942年（昭和17年）4月16日：久地梅林停留場の駅への変更および久地信号所の併合が認可。 1943年（昭和18年） 4月9日：日本ヒューム管前停留場の駅への変更が認可。 9月8日：南武鉄道・青梅電気鉄道・奥多摩電気鉄道の合併が仮調印。 12月20日：宿河原駅 - 登戸駅間が複線化。 1944年（昭和19年） 2月1日：関東電鉄発足予定（実現せず）。
国有化 1944年（昭和19年） 4月1日：買収・国有化され、南武線となる[ 「運輸通信省告示第117号」『官報』1944年3月29日]（国立国会図書館デジタルコレクション）。 武蔵小杉停留場・宿河原不動停留場・南武是政停留場・本宿停留場・西府停留場・東立川停留場が廃止。各停留場が駅に変更。新浜川崎駅が浜川崎駅に、市ノ坪駅が新鶴見操車場に統合。日本電気前駅が向河原駅に、グラウンド前駅が武蔵小杉駅に、日本ヒューム管前駅が津田山駅に、久地梅林駅が久地駅に改称。 川崎駅 - 尻手駅間の貨物営業廃止。川崎新町駅 - 浜川崎駅間改キロ (+0.1 km)。貨物支線 向河原駅 - 市ノ坪駅間が鶴見駅まで延長 (+4.0 km)。向河原駅 - 新鶴見操車場 - 品川駅間に営業キロ設定 (14.7 km)。 休止中の貨物支線 武蔵上ノ原駅 - 西立川駅間 (1.2 km) が青梅線に編入。10月11日に青梅線として営業廃止され、五日市線の立川駅 - 武蔵上ノ原駅間とともに青梅線の一部（青梅短絡線）となっている。 1945年（昭和20年） 4月15日：空襲により川崎駅 - 向河原間駅が不通になる。17日に浜川崎駅まで、19日に向河原駅まで運転再開、平間駅と武蔵中丸子駅は休止。 5月：西国立駅隣接地に立川機関区が開設。西国立駅・立川機関区 - 立川駅間が単線並列2線化（のちに複線に移行。時期不明）。 6月10日：武蔵中丸子駅が廃止。 1946年（昭和21年）5月1日：平間駅営業が再開。 1949年（昭和24年）6月1日：日本国有鉄道が発足し、承継。 1951年（昭和26年）5月1日：尻手駅 - 新鶴見操車場間に路線敷設（営業キロ設定なし）。 1954年（昭和29年）3月21日：尻手駅付近が高架化。 1960年（昭和35年） 3月20日：久地駅 - 宿河原駅間が複線化。 3月27日：武蔵溝ノ口駅 - 津田山駅間が複線化。 1962年（昭和37年）8月7日：久地駅 - 津田山駅間の踏切で電車が小型トラックと衝突して脱線、続いて対向電車と衝突する二重衝突事故となった。乗客ら3人死亡、154人重軽傷。 1963年（昭和38年） 11月12日：稲田堤駅 - 稲城長沼駅間が複線化。 11月18日：登戸駅 - 稲田堤駅間が複線化。 1966年（昭和41年） 3月25日：谷保駅 - 西国立駅間が複線化。 9月30日：稲城長沼駅 - 谷保駅間が複線化。立川駅構内を除き全線の複線化が完成。 1969年（昭和44年）12月15日：武蔵小金井区から101系を借り入れ。日中に60分間隔で快速の運転開始。 1971年（昭和46年）10月9日：矢野口第三踏切で何者かが仕掛けた発火装置により渡し板が炎上。通過中のアメリカ軍用ジェット燃料輸送列車（貨物列車の項参照）を標的とするテロ行為。 1972年（昭和47年） 5月25日：貨物支線 矢向駅 - 川崎河岸駅間 (1.7 km) が廃止。貨物駅の川崎河岸駅が廃止。 9月12日：千葉地区から捻出された101系が中原電車区に転入。 1973年（昭和48年）10月1日：貨物支線 向河原駅 - 新鶴見操車場 - 鶴見駅間 (4.7 km) が廃止。向河原駅 - 新鶴見操車場 - 品川駅間 (14.7 km) の営業キロ廃止。貨物支線 尻手駅 - 新鶴見操車場 - 鶴見駅間 (5.4 km) が開業。尻手駅 - 品川駅間に営業キロ設定 (+15.4 km)。川崎駅 - 尻手駅間の貨物営業再開。 1976年（昭和51年） 3月1日：東海道貨物線浜川崎駅 - 鶴見駅間開業に伴い、物理的に共用する川崎新町駅 - 浜川崎駅間は複線となる。 3月8日：京浜東北線から101系が転入し、南武線の半数が101系となる。本線全線で6両運転開始（1978年に101系へ統一、完全6両編成化）。 1978年（昭和53年） 7月24日：初めての冷房車（101系転属車）を使用開始。 7月31日：この日をもって本線の旧形国電の運転を終了鉄道図書刊行会『鉄道ピクトリアル』1978年11月号トピック・フォト「南武線旧型国電さよなら運転」p.98。。 10月2日：快速の運転終了。 1982年（昭和57年）7月23日：103系投入池田 (1993)、p.82。 1980年（昭和55年）11月17日： 尻手駅 - 浜川崎駅間でクハ16+クモハ11を101系に置き換え交友社『鉄道ファン』1981年2月号POST「南武支線も新性能化」p.112。。支線を含めて旧形国電の運転を終了。
民営化以降 1987年（昭和62年）4月1日：国鉄分割民営化により東日本旅客鉄道が承継。尻手駅 - 新鶴見信号場 - 品川駅間の営業キロ設定 (15.4 km) が廃止。日本貨物鉄道が尻手駅 - 立川駅間、尻手駅 - 浜川崎駅間、尻手駅 - 新鶴見信号場間の第二種鉄道事業者となる。東海道貨物線の浜川崎駅 - 鶴見駅間が鶴見駅 - 八丁畷駅間に変更されたため、八丁畷駅 - 浜川崎駅間は南武線単独となり、実態は変わらないが八丁畷駅 - 川崎新町駅間は3線となる。 1988年（昭和63年） 3月13日：尻手駅 - 浜川崎駅間でワンマン運転開始。 11月27日：武蔵小杉駅 - 武蔵溝ノ口駅間の下り線が高架化。 1989年（平成元年） 3月11日：205系が営業運転開始池田 (1993)、p.159。南武線に純粋な新車が導入されるのは47年ぶりとなる（後述）。 同年夏：205系の新製投入と103系の冷房化改造により、本線の全車両が冷房車となるほか鉄道図書刊行会『鉄道ピクトリアル』2010年3月号「205系電車登場当時とその新製期間中の配置・転用状況（II）」pp.100 - 108。、合わせて弱冷房車の運用が開始された交友社『電車』1989年8月号「冷房化率と冷房化改造の進め方」pp.6-12。。 1990年（平成2年）12月20日：武蔵小杉駅 - 武蔵溝ノ口駅間の高架化が完成。 1991年（平成3年）1月20日：本線に最後まで残っていた101系の6両編成がさよなら運転を実施交友社『鉄道ファン』1991年4月号「南武線101系 6連消滅」p.74。。首都圏の101系は南武支線用のワンマン車と鶴見線のみとなった。 1993年（平成5年）4月1日：209系が運用開始JR気動車客車編成表 '94年版、p.186。 1994年（平成6年）3月27日：川崎駅 - 尻手駅間でATS-Pを導入JR気動車客車編成表 '94年版、p.187。 1999年（平成11年）10月24日：立川駅8番線ホーム貨物線で使用していたホームを整備したものであり、当時の7番線と8番線の間に増設されたことにより元の8番線が9番線になった。8番線・9番線はそれぞれ現在の7番線・8番線。設置により、立川駅構内のボトルネックが解消され、南武線の完全複線化が完成。 2003年（平成15年）11月28日：尻手駅 - 浜川崎駅（南武支線）で最後まで運用されていた101系が定期運用を終了した交友社『鉄道ファン』2004年2月号POST「JR最後の101系、南武支線定期運用からついに引退」p.183。。101系で最後の活躍路線となっていた。 2004年（平成16年）12月16日：本線用の103系が定期運用を終了した交友社『鉄道ファン』2005年3月号POST「12/16,南武線,103系の運用終了」p.163。。 2005年（平成17年）10月9日：矢野口駅付近の高架化が完成。 2006年（平成18年）3月26日：川崎駅 - 立川駅間で東京圏輸送管理システム (ATOS) 使用開始。