戦時中の交通統制のため、京阪電気鉄道と阪神急行電鉄は1943年に合併して京阪神急行電鉄（現在の阪急電鉄）となり、新京阪線も同社の運営となった。戦後、京阪電気鉄道は1949年に再び分離発足することになるが、この際に新京阪線の電車は1945年から宝塚線へ乗り入れを行って梅田発着となっていたことなどを公式の理由として、同線と支線の千里山線（現在の千里線の淡路以北）・十三支線（現在の京都本線の淡路以西）・嵐山線は阪急の路線として存置することになった。

当時の毎日新聞（1948年2月27日）によれば、この決定を行った当時、京阪神急行電鉄の役員会における旧阪神急行電鉄出身役員は9名、旧京阪電気鉄道出身役員は4名であったとされ、この優勢を利用して役員の多数決により阪急による新京阪線系統および未成の梅田線用地の強奪とも言うべき残留が決定されたとの見方が示されている。事の真相はともかく、この残留によって京阪電鉄→京阪神急行電鉄時代には京都 - 大阪間で定期券を持っていれば必要に応じ両線を自由に選択できた乗客にとっては、大きな利便性が失われる結果となった。

この時、路線名が現在の京都本線となった。またこのような経緯から、京都本線系統の路線を除いた阪急各線をその頭一字を取って神宝線と総称し、お互いを区別することがある。

路線名が京都本線に改称されてからも、京都本線の起点は長らく天神橋駅のままであったが、いわゆる三複線（宝塚本線の梅田 - 十三間複々線化工事）が完成したのを機に、天神橋 - 淡路間を千里山線に変更するとともに、京都本線は十三支線を編入し、十三が起点となった。

上牧駅前後から大山崎駅にかけて一部高架区間があるが、これは並行する東海道新幹線の建設に併せて造られたもので、高架化工事中の1963年4月から12月までの間、先に完成していた同線の高架線路を借りて列車の運行を行っていたことがある。新幹線の線路を走った阪急電車の項目も参照。

東海道本線とは当初から互いにスピード競争を行って乗客獲得競争を行っていたが、国鉄末期以降はスピードアップや新型車両の投入により、スピード競争では敗北し、さらにJR化後は新快速を高槻駅に停車させるなど、スピードを維持したまま停車駅を増やしたため、阪急京都線も途中駅にこまめに停車して集客する方法に方針転換する。まず1989年12月16日にすべての電車が15分間隔であったものを、特急を20分おきに減便し、急行を10分おきへと増便、1997年3月2日にはすべての特急が高槻市停車となった。

2001年3月24日のダイヤ改正では大幅な停車駅の見直しと種別の整理が行われた。特急を通勤特急に、快速急行を快速特急に、急行を快速急行に、快速を急行に改称の上で南茨木にも停車させ、特急は停車駅を快速特急よりも多く快速急行よりも少なくして、各優等列車の停車駅を従来のほぼ2倍にし、特急を事実上それまでの急行と同等の列車にした（この点については2007年の淡路駅の追加停車でその様相がさらに色濃くなった）。同時に準急と行楽期の「嵯峨野エクスプレス」を廃止し、行楽期の臨時特急を新設した。また河原町駅の2番ホームを除く線内全駅が8両編成対応となった。これにより高槻市から河原町までの区間において平日ダイヤの昼間は一部列車が減便（従来の特急は実質廃止）、休日ダイヤでも京阪間直通優等列車の総本数は減少（特急・急行で1時間当たり8本が特急6本に、25%減少）した。また、特急の所要時間も十三 - 大宮間ノンストップ時代の38分から5 - 6分延びて、下り44分、上り43分が標準的な所要時間となっており、これは同月23日以前の急行の所要時間と2 - 3分程度しか変わらない程スピードダウンしている。