東日本区間は首都の東京に近いため、列車の本数はかなりあります。
一番本数の少ない小田原〜熱海間でも日中は1時間に4本程度は運行されています。
JR東海区間(静岡・名古屋方面)への乗り継ぎは、乗り継ぎが良い列車を選ばないと熱海駅で何十分も待たされる場合がありますので、時刻表をよく確認のうえご乗車ください。
また、東京〜小田原・熱海間を快速アクティーが、高崎線方面からの湘南新宿ラインの特別快速(快速は東海道線内は各駅に停車)が運行されています。この2つは乗車券だけで乗れるうえ所要時間も短いので大変便利です。ただし、車両は通常の普通列車の車両を利用しています。
優等列車では、東京・新宿から熱海を経由して伊豆急行線(伊豆急下田方面)と三島を経由して伊豆箱根鉄道駿豆線(修善寺方面)に特急踊り子が運行されています。
東京・大宮から熱海を経由して伊東線、伊豆急行線直通のスーパービュー踊り子、リゾート踊り子、フルール踊り子も運行されています。
東京〜静岡間のJR東海直通の特急東海も運行されています。
ライナーでは、東京〜小田原間などで湘南ライナーが、小田原〜新宿間でおはようライナー新宿とホームライナー新宿が運行されています。

東京〜小田原間は沿線の大半がオフィスビル街・繁華街・住宅街で占めています。ただし、保土ヶ谷〜東戸塚間では三浦半島に続く稜線をトンネルで抜けるため、この前後では森や丘陵地帯が広がっています。小田原〜熱海間はトンネルとトンネルの間にみかん畑と綺麗な青い海が繰り返し見晴らせます。好天の時には、北西側に箱根山の外輪山が見えます。やがて静岡県に入り、日本有数の温泉都市で、JR東海区間との境界駅である熱海駅に到着します。JR東日本区間は熱海までです。

熱海駅の東側では、南東側に太平洋や市街地があります。その先に伊東線の来宮駅があるが、並行して走る東海道線には駅が設置されていません。そのすぐ西側が丹那トンネルの入口になっています。吉原〜富士川間では天気さえ良ければ富士山の雄大な眺めを堪能できます。 蒲原〜清水間では崖と海の間の細い地面を走りますが、海側に東名高速道路が走り車窓は今一歩です。清水駅では線路が南北に通る関係で富士山が海側の車窓から見えます。静岡駅近くになるとビルなどのオフィス街が立地します。金谷付近では山の斜面に広がる茶畑を見ることができます。浜名湖を渡る舞阪〜新居町間では左右とも湖水の間を走り、特に弁天島は浜名湖に浮かんだ島の上にあります。浜名湖を抜けると愛知県に入り、三河地区の中核都市である豊橋に到着します。
愛知県内では、蒲郡市内でおだやかな三河湾が見えます。これ以西は海岸沿いを走りません。そして、駅の周辺にある住宅地と、駅間にある大規模な工場や田園地帯が広がり、その中に名古屋の市街地があります。名古屋市を抜けると、岐阜を過ぎ、東京から400キロを走り続けた夜行列車「ムーンライトながら」終着駅の大垣あたりまで再び同様の光景が広がります。
大垣〜美濃赤坂間の支線では、南荒尾信号所で本線から北側に外れたすぐの所に荒尾駅が設置され、工場の横を低速で走った電車が美濃赤坂に到着します。美濃赤坂駅からは貨物線の西濃鉄道が延びているので、終着駅という印象は薄いのです。
大垣から本線をさらに西進した関ヶ原〜醒ヶ井間では真近に伊吹山の山肌が見えます。この関ヶ原越えの区間は、東海道本線有数の豪雪地帯としても知られています。あとはひたすら田んぼと町の中を走り、JR西日本区間との境界駅である米原駅に到着するのです。JR東海区間はここまでです。

米原駅から滋賀県内では琵琶湖の南側を通るが、湖畔からは離れた田園地帯を走っている区間が大半です。石山駅の西側で瀬田川鉄橋を渡ります。滋賀県の西部から兵庫県にかけては、山科トンネルなどを除いた区間で住宅地が広がります。山科トンネルを抜けると、京都駅に到着。山崎駅付近では東海道新幹線や阪急京都線、更に淀川対岸では京阪本線がひしめいています。この京阪間は戦前から三社のスピード競争が熾烈であった。新大阪駅付近から大阪駅付近にかけては大阪市のビジネス街でビルなどが多いです。
大阪駅を過ぎ、武庫川を渡ると兵庫県に入り、高級住宅街の芦屋あたりまで再び住宅地が広がる中を走ります。芦屋〜三宮〜神戸間では北に六甲山がそびえます。900m程度だが、山が鉄路に迫っているので案外けわしく見えます。神戸の中心地である三宮、元町を過ぎ、次の神戸駅を出ると、その先は山陽本線となります。JR東海道線はここまでとなります。