かつて当路線はいわゆる旧形国電や旧形電気機関車が残存することで知られていた。山岳勾配線区のため旧形国電はMT30モーター装備の電動車が多かったように思われるが、ほとんど各駅停車ばかりで最高速度75km/h（当時）程度では出力の差はさほど影響せず、実際はMT15モーター搭載車もかなり在籍し共通に運用されていた。「流電」クモハ52形や「合いの子<ref>現在ではハーフ（混血）に対する差別用語と認識される場合もあるため、俗称として使用するには注意が必要である。</ref>」クモハ53形が有名であるが、両数的には51系（クモハ51またはクモハ54＋クハ68）が主力であり、同系のクハユニ56形やクモハユニ64形も含めて1983年の完全新性能化まで残っていた。

• 30系電車
• 31系電車
• 32系電車
• 42系電車
• 50系電車
• 51系電車
• 52系電車（流電）
• 62系電車
• 70系電車
• 80系電車300番台（1977年 - 1983年）
• 145系・147系電車
• 165系・169系電車（ - 1998年）
• 211系電車（1990年 - 1999年）
• 311系電車（臨時列車のみ）
• 381系電車（臨時列車のみ）
• キハ58系気動車
• ED18形電気機関車
• ED19形電気機関車
• ED31形電気機関車
• ED32形電気機関車
• ED33形電気機関車
• ED62形電気機関車
• EF10形電気機関車
• EF58形電気機関車

国有化以前は以下の項目を参照。

• 豊川鉄道・鳳来寺鉄道・田口鉄道の電車
• 三信鉄道の電車
• 伊那電気鉄道の電車