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]。323系のUSJラッピング車両はこれが初めてで、ラッピング車は前述の201系以来1年8ヶ月ぶりとなる。他編成と完全共通運用であり、大阪環状線内のみの運用にも充当されている。

323系
スーパー・ニンテンドー・ワールド号

201系
ウィザーディング・ワールド・オブ・ハリー・ポッター号（運用終了）

201系
ユニバーサル・ワンダーランド号（運用終了）

103系
パワーオブハリウッド号（運用終了）[38]

103系
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（運用終了）

103系
セサミストリート 4-D ムービーマジック号（運用終了）

103系
ウッディー・ウッドペッカー号（運用終了）

103系
多客期に一時的に8両編成化された時のラッピング車両（運用終了）

輸送改善
USJ開業前

1980年代後半にユニバーサルスタジオが日本進出を検討し、大阪市が大正区への誘致を持ちかけたが破談になり、のちに此花区への誘致を持ちかけ、1994年1月に此花区への進出が正式に決定した。桜島線は、ユニバーサルスタジオ計画地の中央を横断していたため、計画地の南側に約250メートル移設することになった。1999年4月1日に単線区間が残っていた安治川口駅 - 桜島駅間を複線の新線に切り替え、同時に桜島駅を移設している[45]。1999年から2001年にかけてUSJへのアクセス路線として改良するため、大阪環状線への直通運転を休止して、安治川口駅の橋上駅化や信号設備の改良などの工事が行われた。

この輸送改善に関連して、1965年から地元住民や商店街が要望していた西九条駅 - 安治川口駅間への新駅（春日出駅を提唱していた）設置運動が行われていたが、この輸送改善に合わせては新駅は設置されておらず、需要が見込めないとして設置は見送られている[46][47]。

2001年3月31日のUSJ開業に先立って、最寄り駅となるユニバーサルシティ駅が3月1日に開業し、同日よりJRゆめ咲線の愛称も使われるようになった。その後、3日のダイヤ改正により大阪環状線との直通運転が再開されている[48]。
USJ開業後

USJ開業後、ユニバーサルシティ駅を中心に乗車人員は増加し続け、2018年の乗車人員は1987年のJR発足時に比べ約3.7倍となった。特に朝は通勤時間帯とUSJの開園前時間が重なり西九条駅やユニバーサルシティ駅では混雑が激しくなっていた。また、2020年にはUSJの新エリア「スーパー・ニンテンドー・ワールド」が開業予定でさらなる利用客増加が見込まれることから、JR西日本は2019年9月18日に以下の2つの取り組みによる輸送力強化と混雑緩和を進めることを発表した[49][50]。
西九条駅の線路設備改良
前述のように、西九条駅ではJRゆめ咲線の主な発着ホームである4番線（2・3番のりば）を関西空港・南紀方面の特急と共用していたため増発が困難であり、ダイヤ上のネックとなっていた。そこで、西九条駅の渡り線の新設と信号設備の改良を行い、特急の運行を大阪環状線の内回り発着ホームである5番線（4番のりば）に移す[50]。これにより4番線をJRゆめ咲線専用とし、1時間あたり最大9本の運行本数が12本に増強される[50]。2020年に使用を開始した[51]。
ユニバーサルシティ駅改札口改良
ユニバーサルシティ駅ではUSJの開園時間前である7 - 9時にかけて列車の到着時に混雑が発生していた[50]。そこで、自動改札機の増設やUSJ側へ直接抜けられる改札口の整備など駅構内の改良工事を行い混雑緩和を図ることとなった[50]。2020年5月ごろ竣工予定[50]。
延伸計画

2009年9月10日に当時の大阪府知事であった橋下徹が、大阪ワールドトレードセンタービルディング（現大阪府咲洲庁舎）への府庁移転問題に絡み、桜島駅から南港ポートタウン線（ニュートラム）のトレードセンター前駅までの約4kmの延伸を検討していることが、報道で明らかになった[52]。府庁の全面移転は断念したが[53]、大阪府と大阪市が夢洲に誘致を進めているカジノを含む統合型リゾートの鉄道アクセスとしても桜島線の延伸が計画されている[54]。なお、夢洲は2018年11月23日深夜に決定した2025年の大阪万博の会場でもあるが、JR西日本の来島達夫社長は万博開催のみでの延伸は実施しないとしている[55]。