豊橋駅 - 豊川駅間の複線区間のうち、豊橋駅 - 平井信号場間は名古屋鉄道（名鉄）と共用しており、東海旅客鉄道が所有する下り線を飯田線と名鉄の下り列車（中部天竜・名鉄岐阜方面行き）が通り、名鉄が所有する上り線を名鉄と飯田線の上り列車（豊橋方面行き）が通る。これは1927年6月に、愛知電気鉄道（名鉄名古屋本線の前身）の豊橋延長に際し、豊川鉄道（飯田線大海駅以南の前身）と線路共用を行う協定が結ばれ、これが現在にまで踏襲されているものである。この区間にある船町駅・下地駅は飯田線専用で、名鉄の列車は停車しないが、1991年3月ダイヤ改正からは、新城駅以北直通の飯田線列車のほとんどについてもこの両駅を通過するようになった（朝夕を除く）。