東京駅 - 高崎駅間は北陸新幹線と共用するため、その区間内[注 8] であれば、JR西日本のe5489で予約した乗車券と特急券の受け取りが可能である。
営業
車内設備

全列車に普通車とグリーン車、グランクラスが連結されている。

E7系のグランクラス

E7系の普通車

E7系のグリーン車

なお、JR東日本は2007年3月のダイヤ改正以降、東北・上越・山形・秋田の各新幹線[注 9] および在来線特急列車の全てを禁煙車とし、東海道・山陽新幹線とは異なり喫煙ルームなども設けていないため、車内での喫煙はできない。
主要技術
冬季対策設備上越新幹線沿線の豪雪地帯

冬期間の越後湯沢駅。スプリンクラーで融雪され、線路上の積雪は排除される。いずれも下りホームから東京方を撮影。

東海道新幹線は開業4か月目で雪害の影響により列車の定時運行ができなくなった。そのため、寒冷・豪雪地帯を通過する東北・上越新幹線では10年に1度の積雪量に対しても正常に運行することを目的に「新幹線雪害対策委員会」が設立され、その成果が実際の雪害対策に反映された。東北・上越新幹線では10年以上かけて沿線の気象調査や技術開発が行われ、沿線の状況に合わせた雪害対策が取られた[17]。東海道新幹線では盛土が54%、全区間バラスト軌道であったが、上越新幹線では高架橋が49%、トンネルが39%であり、軌道はスラブ軌道が90%、バラスト軌道が10%となっている[18]。さらに、上越新幹線沿線では比較的気温が高く、雪質が重いことや、降雪量が平年で最高3 mにもおよび、列車が走行する時に排雪する雪を高架下に貯める貯雪式では対応不可能であると想定された。これらの事情を踏まえて、上越新幹線では散水消雪方式の採用が決定された[19]。1972年（昭和47年）の方針決定から1977年（昭和52年）にかけて新潟県南魚沼郡大和町（現・南魚沼市）に消雪試験場として九日町高架橋（延長971 m）を建設し、6冬にわたる開発試験が行われた（上越新幹線　雪に挑む【JRTT鉄道・運輸機構】を参照）。散水消雪設備は上毛高原駅 - 新潟車両基地間の157 kmのうち明かり区間79 kmに設置されている[20]。水源は河川水やトンネル湧水で[21]、加熱装置によって約10℃に加熱されてスプリンクラーによって散水される。散水量は降水量に換算するとバラスト軌道区間で72 mm/h、スラブ軌道区間で42 mm/hとなっている[22]。雪を融かした水は高架橋に設けられた排水溝を勾配に沿って流れ、消雪基地に回収されて再利用される[20]。

また、トンネル間の短い明かり区間にはスノーシェルターを設けることで高架橋への積雪を防止している[23]。

なお、上毛高原駅 - 新潟駅の各駅では雪害対策のためホーム全体が屋根で覆われているが、特に豪雪地帯である越後湯沢駅、浦佐駅、長岡駅の3駅では屋根上に散水して消雪する方式をとっている[24]。
地震対策

上越新幹線では沿線に約20 km間隔で設置された地震計を用いた沿線検知システムが設置された。東北新幹線では海岸線に約80 km間隔で設置された地震計を用いた「海岸線検知システム」が導入されたが、太平洋側に比べて地震が少ないため、日本海側の沿岸には地震計が設置されなかった[25]。1982年の開業当時は初期微動を引き起こすP波を用いた警報が実用段階ではなかったため、主要動を引き起こすS波の加速度の大きさを基準とした警報が導入された[26]。地震計が設置されている場所の加速度が設定値以上になると警報が発せられ、予め決められた警報範囲で変電所からのき電を停止し、列車の非常ブレーキが作動することで列車防護を行うものであった[25]。

1975年から国鉄において、P波から地震の規模や位置を推定するアルゴリズム（早期検知アルゴリズム）の研究が行われ、世界初のP波警報システムである「ユレダス（Urgent Earthquake Detection and Alarm System）」の開発が進められた。ユレダスは1992年に東海道新幹線で導入が開始され、1998年には上越新幹線においても導入された。ユレダス導入によってP波およびS波の2種類の警報判定が可能になり、S波到達より早く新幹線の停止信号を送ることが可能になった[27]。

その後、最新の観測技術や高速ネットワークに対応し、早期探知アルゴリズムを改良した「早期地震防災システム」が開発された[28]。

2004年に発生した新潟県中越地震による上越新幹線脱線事故を受けて、新幹線車両が地震などにより脱線した場合でも、車両がレールから大きく逸脱することを防止する「車両逸脱防止L型ガイド」を開発し、2008年度上期までに全ての新幹線車両に設置を完了した[29]。
沿革
整備計画決定まで

1969年（昭和44年）5月30日に『新全国総合開発計画』が閣議決定された。この中で主要開発事業の構想として「東京から高崎を経て日本海沿岸地帯を結ぶ上越新幹線鉄道の建設を進めるとともに」[30]と、現在の上越新幹線に相当する新幹線鉄道の建設構想が盛り込まれた。

1970年（昭和45年）5月に全国新幹線鉄道整備法（以下は全幹法と略記）が公布された[31]。この法律により、逼迫する幹線の輸送力増強を目的とした東海道・山陽新幹線とは異なり、経済発展や地域の振興を目的とした新幹線の建設が行われるようになった。1971年（昭和46年）1月に全幹法第5条第1項の規定による「建設を開始すべき新幹線鉄道の路線を定める基本計画」（昭和46年告示第17号）により東北新幹線（東京都 - 盛岡市）、上越新幹線（東京都 - 新潟市）、成田新幹線（東京都 - 成田市）の基本計画が公示された[32]。この基本計画において上越新幹線は東京都を起点に新潟市を終点とすることが示された[33]。同年4月1日に3路線の整備計画が決定された。上越新幹線は最高設計速度260 km/hとされ、建設主体は日本鉄道建設公団とされた[31]。
大宮 - 新潟間の建設・開業

1971年（昭和46年）10月12日に上越新幹線 大宮 - 新潟間の工事実施計画（その1）の認可申請が行われ、14日に認可、12月に上越新幹線の工事に着手した[34]。工事実施計画その1において、「東北新幹線のターミナルを東京駅、上越新幹線のターミナルを新宿駅に設け、この両ターミナルより大宮駅に至る路線を建設」とされ、また「線路容量、ターミナル容量は十分であるので」「東京（新宿）・大宮間の線路の建設については、別途工事実施計画を提出する」こととされ[35]、現在に至っている[36]。開業当初は最高速度210 km/h、12両編成の計画であるが、最高速度260 km/h、大きな手戻りなく16両編成に対応できる建設基準であった[37]。なお将来的な案として、新東京国際空港（成田空港）への空港連絡鉄道として構想された成田新幹線を延伸させ新宿駅で上越新幹線と接続し、成田 - 新宿 - 上越方面の直通運転を行うことも検討されていたが、成田新幹線の建設中止により幻となっている[38]。

1973年4月26日から、東京都北区と埼玉県戸田市・与野市・浦和市（与野市と浦和市は現・さいたま市）などで非常に大規模な反対運動が発生している。工事地内への見張り櫓の建設、居座り行動、デモ行進、国鉄説明会打ち切りなどが実施され、東北・上越新幹線の騒音対策や埼京線の快速停車駅数など地元の要望が実現化するきっかけとなった。この一連の反対運動を「東北・上越新幹線反対運動」という。詳しくは該当ページ及び埼京線#当時の沿線住民の反対運動を参照。

認可時点での完成目標は1976年度（昭和51年度）であったが、オイルショック後の経済悪化や国鉄の経営悪化などにより、1977年（昭和52年）には完成目標が1980年度（昭和55年度）に、1981年（昭和56年）には完成目標が1986年度（昭和61年度）に繰り下げられた[39]。

1979年3月20日には、建設工事中だった大清水トンネルの保登野沢工区（県境付近から群馬県寄り約5キロメートル付近）で火災が起き、16名の死者を出した（この入口は「保登野沢斜抗」として点検等に使用されており、隣接して殉職の碑が建立されている）。さらに、中山トンネルでは建設中に2回の異常出水事故が発生するなど難工事となり、開業の遅延に影響した。結果的に中山トンネルは当初計画から迂回するルートに変更され、半径1,500 mの曲線が介在する線形となっており、同トンネルでは160 km/hの速度制限を受けることとなった[40]。

1980年（昭和55年）11月以降、先行して長岡駅 - 新潟車両基地での実車走行試験や雪対策試験が行われた[41]。同年12月には東北・上越両新幹線の開業を1982年（昭和57年）春とし、仮の始終着駅を大宮駅とすること。大宮駅 - 上野駅間の開業を1984年度（昭和59年度）とし、東京駅 - 上野駅間についても引き続いて完成に努力することが発表された[42]。翌1981年（昭和56年）12月には越後湯沢駅 - 長岡駅間でも実車走行試験や雪対策試験が行われ、難航していた中山トンネルが貫通した[41]。

この結果、東北新幹線 大宮駅 - 盛岡駅間の開業から5か月遅れた、1982年（昭和57年）11月15日に開業を迎えた[2]。
国鉄民営化と高速化

1987年（昭和62年）4月1日の国鉄分割民営化に伴い、上越新幹線の鉄道施設は新幹線鉄道保有機構に移管された。東日本旅客鉄道（JR東日本）は新幹線鉄道保有機構にリース料を支払い、鉄道施設を借り受けて運営していた[注 10]。東京と北陸を結ぶルートの変遷。ほくほく線開業前は、東海道新幹線米原駅乗換の「きらめき」ルートと、上越新幹線長岡駅乗換の「かがやき」ルートがあったが、ほくほく線開業により、金沢駅以東では上越新幹線越後湯沢駅乗換の「はくたか」ルートが使われるようになった。北陸新幹線が金沢駅まで延伸開業した後は、芦原温泉駅以東では北陸新幹線が最速のルートとなった。

1988年（昭和63年）3月13日のダイヤ改正（通称「一本列島」）より上越新幹線「あさひ」が最高速度240 km/h運行を開始した[2]。これにより上野駅 - 新潟駅間の所要時間が最短1時間39分に短縮された。これに合わせて北陸方面への速達列車として在来線特急「かがやき」が運行を開始し、長岡駅乗り継ぎによる上野駅 - 富山駅・金沢駅間の所要時間が大幅に短縮されたことで、このルートが東京から北陸方面への主要なルートになった[44]。

1990年（平成2年）3月10日より、さらなる所要時間の短縮を目指して、山間部のトンネル区間を中心に、上毛高原駅 - 浦佐駅間の下り線（大宮起点 139 km - 176 km）で改造を施した200系F90番台編成による最高速度275 km/hの営業運転を開始した[45]。 自動列車制御装置（ATC）の車内信号現示が「あさひ」（200系F90番台編成）の場合は275 km/h、1992年（平成4年）に営業を開始した東海道新幹線「のぞみ」（300系）の場合は270 km/hであることから[46]、「日本一速い新幹線」と言われていた。