肥薩おれんじ鉄道線や千早操車場 - 福岡貨物ターミナル駅間の貨物支線を含む全線で、多くの貨物列車が運行されている。大半の列車がコンテナ車で編成された高速貨物列車であるが、北九州貨物ターミナル駅 - 黒崎駅・大牟田駅間に化学薬品輸送用タンク車等を連結可能な専用貨物列車も運行されている。牽引機関車は、ED76形電気機関車やEF81形電気機関車である。

線内の貨物列車の発着駅は、北九州貨物ターミナル駅、黒崎駅、福岡貨物ターミナル駅、鳥栖貨物ターミナル駅、大牟田駅、熊本駅、八代駅、川内駅、鹿児島貨物ターミナル駅。