USJ の多客が見込まれる日には定期列車だけでは輸送力が不足することから、臨時列車が運転されることがある[22]。

かつては多客期に東海道本線・山陽本線で臨時快速列車（快速「ハリウッドエクスプレス」、快速「びわこハリウッド号」）や[23]、大和路線から奈良発桜島行きの「やまとじハリウッド号」[24]、北陸方面からの臨時特急「ユニバーサルエクスプレス」が運転されたこともあるが、2000年代後半に USJ の観客動員数が減少傾向にあったこともあり、2010年春以降は運転されていない。なお、「ユニバーサルエクスプレス」はユニバーサルシティ駅を始発・終着駅としているが、同駅では直接折り返さず、回送として桜島駅まで運転した後に折り返していた。この列車は午前中運転の往路から夕刻運転の復路まで時間があったが、桜島線内では留置できず一度車両基地へ回送されたため、桜島線を2往復していた。

2004年7月31日に USJ で開催されたロックグループ「GLAY」の大型コンサート「GLAY EXPO 2004」では、10万人規模の観客を動員したことから、当日は午前10時頃から特別ダイヤが組まれた。特に公演終了後の20時以降は大阪環状線直通の定期列車と臨時列車が最大3 - 4分間隔で運行され、20時過ぎから23時までは最大1時間12本すべてが直通列車となり、この時間帯の大阪環状線西九条駅 - 京橋駅間では、直通列車と大阪環状線の列車により超過密状態となり、定期列車と臨時直通列車との運転間隔が1分程度になる時間帯があった。

ユニバーサルシティ駅に到着した特急ユニバーサルエクスプレス

GLAY EXPO開催に伴う臨時列車が運行された時の発車標（大阪駅 2004年7月31日）
分表示で判断すると、運転間隔が1分程度であることが確認できる。

2014年7月26日からは、原則毎週土曜日に新大阪発桜島行きの臨時快速列車が運転されていた（途中停車駅はユニバーサルシティ駅のみ）。この列車は USJ への利便性向上のために運転されている山陽新幹線の臨時列車「ひかり」580号から接続しており、車両は「ウィザーディング・ワールド・オブ・ハリー・ポッター」をイメージしたラッピング列車が使用されていた[22]。2016年2月27日まで運転されたが[25]、2016年3月以降は設定がなくなっている[26]。

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