桜島線では、USJが2001年3月の開業以来毎年、大晦日から元旦にかけて新年カウントダウン特別営業を行っている関係で、2001年度の大晦日から毎年、終夜運転を実施している。シャトル列車（西九条駅折り返し）および大阪環状線との直通列車のいずれかを、約15 - 20分間隔で運転している[27]。
貨物列車「梅田貨物線#貨物列車」を参照
使用車両
現在の使用車両
旅客列車

全列車が吹田総合車両所森ノ宮支所に所属する323系電車で運転されている。2016年12月25日から当路線での運行を開始した[28]。

323系が導入されるまで、アーバンネットワーク内の路線では最後まで、全ての定期列車に国鉄形車両（「過去の使用車両」節を参照）が使用されていた。ただし、2014年2月17日 - 21日に大阪環状線で朝時間帯の電車を実験的に3ドアに統一した関係で[29]、大阪環状線に直通する一部列車に、JR西日本発足後に登場した車両である223系と225系が使用されたことがある[30]。
貨物列車「梅田貨物線#貨物列車_2」を参照
過去の使用車両当路線前身の西成鉄道の車両については「西成鉄道」を参照

この節の加筆が望まれています。
主に: 大阪環状線開通前の西成線時代


101系

大阪環状線が開通した1961年4月25日から1985年3月、1989年6月から1991年3月16日まで使用されていた[31]。JR西日本では最後の使用路線であり、最後の朱色1号（ オレンジバーミリオン）の101系でもあった。末期は桜島線用の6両編成2本のみ在籍しており、出入区便の京橋駅 - 桜島駅間の列車にも使用されていた。


103系

1969年から2017年10月3日まで運用された[32]。車体塗装はオレンジバーミリオン色で、1999年5月9日までは6両編成のみ、2001年3月までは4両編成も存在していたが、ユニバーサルシティ駅開業後は先述したラッピング車両の6両編成と大阪環状線直通の8両編成が使用されるようになった。桜島線用が6両編成であった時代は、森ノ宮電車区への出入区列車は現在と同様に京橋駅 - 桜島駅間の営業列車として運転、4両編成の時代は京橋駅 - 西九条駅間は回送列車であった。2012年3月17日以降は線内のラッピング編成も8両編成に統一されたが、同年ラッピング編成は201系に変更された。


201系

2005年12月から2019年6月7日まで運用された[33][34][35]。JR京都線・神戸線で321系の投入が開始された際に転入したもので、車体塗装は当初水色のままで運用されたが、のちにオレンジバーミリオンに変更された。

ユニバーサルシティ駅の開業と同時に、大阪環状線車両の方向幕が白地からJR西日本標準の黒地幕に変更されたが、桜島線へ直通する桜島行きの列車は容易に区別できるように青地を基本としており、また大阪環状線と桜島線と直通する列車が区別できるように赤いラインが追加されていた[36][37]。この行先方向幕は103系と201系で使用されていたが、201系は方向幕の3色LED化改造が行われ、103系も323系の導入に伴い2017年10月3日の運用を最後に撤退し、この幕は姿を消している。

桜島線直通列車の方向幕

大阪環状線直通を示す赤色が追加された方向幕

ラッピング車両

USJ開業以降は、USJのラッピング車両が運行されている。USJ開業当初は103系6両編成4本が使用されており、編成毎にテーマが異なるラッピングが施された。ラッピング列車はUSJ開業に先駆け、2001年1月より運行を開始し、当初は「ユニバーサルグローブ号」「パワーオブハリウッド号」「アメリカの街並み風景号」「ウッディ・ウッドペッカー号」の4種類だったが、「ユニバーサルグローブ号」は2003年4月に「セサミストリート 4-Dムービーマジック号」に、「アメリカの街並み風景号」は2004年1月に「アメージング・アドベンチャー・オブ・スパイダーマン・ザ・ライド号」にそれぞれ変更された。夏休みなどのUSJ繁忙期には、一時的にラッピング車両の編成を組み換えて異なるデザインの車両が混じった8両編成として運転されることがあった（6M2Tの8両編成2本と、4+4両編成1本を組成）。2012年3月17日以降はラッピング列車を含めた全列車が8両編成での運行となり、「ウッドペッカー号」と「セサミストリート号」の8両編成2本（いずれも「スパイダーマン号」の中間車を編入）に再編[38]された。また、組み換えが行われなかった「パワーオブハリウッド号」と余剰となった「スパイダーマン号」の先頭車は日根野電車区へ転属した。ラッピング車2本も2012年末までにオレンジ色に再塗装された。

その後、ラッピング車両は201系8両編成に変更され、2012年10月17日よりLB6編成が「ユニバーサル・ワンダーランド号」[39]、2013年2月1日よりLB15編成が「ウィザーディング・ワールド・オブ・ハリー・ポッター号」[40][41][42]となって運転されていた。201系のラッピング車両も2019年5月31日限りで運転を終了した[43]。

2021年1月27日からは323系LS15編成で「スーパー・ニンテンドー・ワールド」のラッピング列車が運行を開始した[44]。