JR東海・JR西日本の共同で開発されたN700系が2007年7月1日に営業運転を開始した。東海道新幹線内での最高速度は270km/hのままだが、車体傾斜装置導入による曲線区間の速度向上や、デジタルATCシステム導入、なるべく空気抵抗を受けない形をデザインしたこと等によって、列車間隔の適正化やスムーズな減速が可能になり、全体のスピードアップが期待される。東京 - 新大阪間が2時間25分程度（約5分短縮）、東京 - 博多間は4時間50分程度（約10分短縮）で結ばれる。短縮時間は短いが、1時間当たりの「のぞみ」の本数をもう1・2本増やせることになる。
特徴としては、速度向上のほかにも、席を1cm大きくしたり、席の下にコンセントを設け（JR西日本では既に700系にて登場時から全エリアで提供している）、移動中もパソコンを使うことができるようになった点が挙げられる。2009年春には車内からインターネットにも接続できるようになる予定（当面は東海区間のみ）[3][4]（#インターネット接続も参照）。
JR東海は、1989年の「こだま」の再16両編成化以来、原則として16両編成以外の旅客列車の乗り入れは認めていない。座席数も1編成1323席（普通車1123席・グリーン車200席）を原則とし、さらに1車両ごとの座席数もそろえている。これはJR東海が東海道新幹線区間において使用車両の変更による普通指定席の座席変更等の手間を省き、ビジネス客の大量輸送の需要に応えるために貫いている方針である。唯一の例外といえるのがJR西日本の500系（1324席）であるが、同形式が開発されていた当時から座席定員などの接客設備面を極力300系に合わせるようにJR東海からJR西日本に注文を入れている（例えば500系使用の「のぞみ」を急遽（遅延や故障等で）300系や700系に代走させる場合、普通車指定席の乗客のうち20人（5号車5人、13号車5人、15号車10人）は指定席券に書いてある席がないことになる。また、16号車は12人分の席が空くことになるが、こちらに移しても8人は座れないことになる（代わりに自由席は7席増える）。このような時の座席変更等の手間を考えると、車両ごとの座席数はそろっていたほうが望ましい）。
その500系も、N700系に置き換えられて東海道新幹線区間からは撤退する予定のため、近いうちに同区間は全列車16両編成1323席、各車両の定員も完全統一される。車体傾斜装置を搭載するN700系以外は全車両が最高速度270km/hの同一ダイヤで東京 - 新大阪間を走行可能であることから、車両の振り替えなどを容易に行うことができ、運行管理の面からは非常に大きなメリットである。例えば冬に関ヶ原付近の降雪によって上り列車が遅れて東京駅に到着した場合も、折り返しの下り列車の使用車両を変更し、座席変更等の手間もなく定刻発車させることが可能である。
ただ、N700系では全席禁煙席とされることから、300系や700系の代走にN700系が充てられた場合には、各車両の定員は同じであるものの、喫煙席の指定席券所持者は喫煙の際、3号車・7号車・10号車（グリーン車）・15号車デッキにある喫煙コーナーに移動する必要がある。
逆に、N700系の代走に旧形式車が充てられた場合には、全席禁煙かつ車内に喫煙コーナーもないため、車内で喫煙することはできない[5]。
識者や鉄道ファン、また一部の利用者からは、全行程で約5時間の拘束になるにもかかわらず、食堂車がなくなったことによるサービス低下が、些細なスピード差よりも深刻と指摘している。これに対しJR西日本は改善策を検討したことがあるが、あくまでもビジネスユースに応えることを第一とするJR東海は、上記に示した「16両編成1323席」を守るため、これには消極的で、またJR西日本の提案も拒否している。Maxのようにダブルデッカーを用いて1323席またはそれ以上の座席を確保するという方法も、座席配置が変わること、バリアフリーが損なわれること、軌道の維持コストがかさむことを理由に拒否している[要出典]。
車内チャイム画像:TEC-0-bell instrument.ogg
ファイル|ヘルプJR発足時の車内チャイム
東海道新幹線車両のチャイムは1964年の開業当初は鉄道唱歌が使われていた。その後、黛敏郎作曲のチャイムに変更され、1970年からは4打点チャイムに変更されている。
1987年のJR発足後から「ひかり」と「こだま」では、始発駅発車後と終点到着前には、エチオピア飢餓救済のチャリティープロジェクト「バンド・エイド」で大物アーティスト達が歌った「 ⇒Do They Know It's Christmas?」という曲の間奏部分が流れて、途中駅到着前には4打点チャイムが流れていた（現在この「Do They Know It's Christmas?」の間奏は、JR東日本の品川駅15番線の発車メロディーに採用されている）。1992年に運転開始された「のぞみ」では、「ひかり」「こだま」とはまた別のチャイムが流れていた（現在「のぞみ」の旧チャイムは、東京駅14・15番線発車メロディーに採用されている）。
2003年11月24日からは、「のぞみ」「ひかり」「こだま」にかかわらず、編成によって以下のチャイムが流れている。
300系J編成・700系C編成・N700系Z編成車両（JR東海所有）は、始発駅発車後と終点到着前に、筒美京平作曲・TOKIOが歌う「AMBITIOUS JAPAN!」の歌い出し部分、途中駅到着前などは同曲のサビの部分
300系F編成・500系・700系B編成・N700系N編成車両（JR西日本所有）は、始発駅発車後と終点到着前に、谷村新司が作曲し、かつて旧国鉄のキャンペーンソングとして山口百恵が歌いヒットした「いい日旅立ち」を2003年にJR西日本の「DISCOVER WEST」キャンペーンソングとして鬼束ちひろがカヴァーした曲である「いい日旅立ち・西へ」の歌い出し部分、途中駅到着前などは同曲のサビの部分
⇒新幹線車内チャイムの再現（東北・上越・九州の各新幹線も含まれる）
東海道新幹線の車内放送は、山陽新幹線と共通で、日本語は脇坂京子、英語は、ドナ・バークが担当している。
車内放送は、
1.始発駅発車後（原則）
『今日も新幹線をご利用いただきまして、ありがとうございます。この電車は、（こだま／ひかり／のぞみ）号、○○○行きです。（終点、○○○までの、各駅に停まります／途中の停車駅は、○○、○○、○○です）。続いて、車内のご案内をいたします。自由席は、（1号車から7号車までと、13号車、14号車、15号車／1号車から、5号車まで／1号車、2号車、3号車）です。おタバコが吸える自由席は、（3号車と、15号車／3号車／3号車）です。【ただしN700系充当の列車は「この電車は、全席禁煙となっております。おタバコを吸われるお客様は、喫煙ルームをご利用ください。
