非電化路線のため、走る列車はディーゼルカーだ。
運行形態は小牛田駅～鳴子温泉駅間と、鳴子温泉駅～新庄駅間に分断され、小牛田駅～新庄駅間を通し運転するのは快速「湯けむり」のみ(所要時間約2時間で、1日1往復)。
このほかもう1往復快速「湯けむり」が走るが、これは小牛田駅～鳴子温泉駅間の運行。
また、石巻線の女川駅からと、気仙沼線の気仙沼駅から東北新幹線の乗換駅・古川へ普通列車(下りのみで1日各1本)が通じている。
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駅前にあるカリヨンの時計塔の鐘の音と、四季の移り変わりを映し出す四季の琳に見送られ、列車は小牛田駅のホームをゆっくりと離れる。
そして東北有数の穀倉地帯でもある仙北平野の雪野原を走る。
このあたりは全国的に有名なササニシキがとれるところとして知られている。
小牛田駅を出ると西へ進み、北浦駅、陸前谷地駅に停車して、東北新幹線の乗換駅・古川駅に到着。
