鹿児島地区の地域輸送を担う区間で、普通列車は約8割が817系によるワンマン運転である。また、「さわやかライナー」・「ホームライナー」が特急用車両で運転されている。朝夕は415系や717系による列車も数本運転される。

昼間は伊集院 - 鹿児島中央間で毎時2本、川内 - 伊集院間は毎時1本程度運転されている。また、朝夕は串木野 - 鹿児島中央間で毎時3本、川内 - 串木野間で毎時1 - 2本程度になる。

また、ワンマン運転の普通列車（2両編成）の乗車方法であるが、2006年（平成18年）3月17日まで有人駅での営業時間外の停車時および無人駅に関しては、前の車両のドアのみ開き（中扉は開かず・後ろ乗り前降り）、乗車時には整理券を取る必要があったが、翌3月18日のダイヤ改正後より、すべての駅で列車のホーム側のすべてのドアから乗り降りできるようになった。

2008年3月15日のダイヤ改正から肥薩おれんじ鉄道線より快速「オーシャンライナーさつま」が土日祝日や多客期に2往復（出水 - 鹿児島中央）、肥薩おれんじ鉄道に所属する単行の気動車で直通運転されている。

2009年3月15日のダイヤ改正では、上伊集院 - 鹿児島中央間に広木駅が開業している。