北海道鉄道として1903年に全通した区間。七飯〜大沼間には通称藤城線、大沼〜森間には通称砂原支線と、2つの別線がある。北海道新幹線へのアクセスとして、函館〜新函館北斗間のみが電化されている。

　1902.12.10　北海道鉄道函館（初代）-本郷（現新函館北斗）間開業
　1903.11.3　　北海道鉄道函館-長万部間全通
　1907.7.1　　　買収（1909函館本線と制定）
　1945.6.1　　　砂原支線全通
　1966.9.30　　藤城線開業
　2016.3.26　　五稜郭-新函館北斗間電化
キハ58系列
　1961年に登場した、国鉄初の急行型気動車。基本となるキハ58系のほか、北海道向けのキハ56系、碓氷峠通過用のキハ57系があり、急行からローカル運用まで全国で活躍した。
　キハ56系 　
　1961年に北海道向けに登場した形式。とくに、1988年に登場した快速「ミッドナイト」は、カーペットカー・ドリームカーが連結され、塗装も専用のものだった。2000年12月に、「ミッドナイト」運用はキハ183系に置換えられ、同時期に一般車も消滅している。

　　ミッドナイト塗装（1988.6〜2001）　快速「ミッドナイト」向け改造車
 
1990.8　500・550番台ミッドナイト塗装：札幌駅 
キハ20系
　1957年に登場した、日本初の大断面の一般型気動車。車体は全長20,000mmの2扉で、準張殻構造。側窓は、0番台がバス窓、200番台以降は二段窓。初期のキハ20形、北海道向けに出入口を車端部に移したキハ22形、2エンジンを搭載したキハ52形があり、キハ52形は全長が21,300mmに拡大されている。　
　キハ22形 　
 
1987.3　快速「アイリス」：函館駅（左の車両）
キハ45系
　片開き2扉のキハ20系と、両開き3扉のキハ30系の中間となる、両開き2扉の車両として開発されたもの。車体は鋼製で、全長21,300mm。座席はセミクロスシート。基本となるキハ45・23形、北海道向けのキハ46・24形と、2エンジンのキハ53形がある。
　
　キハ46・24系 　
1990.8　函館本線森駅
キハ40系
　老朽化が進むキハ10系やキハ20系の置き換えを目的として、1977年に登場した一般型気動車。暖地向け、寒地向け、北海道向け合わせて888両が製造され、国鉄末期からＪＲ時代にかけて、日本全国でローカル線の主力として活躍している。
　函館線は、北海道向けの100番台が導入された。700番台は100番台のワンマン化改造を行ったものは700番台、さらに機関変速機を交換するなど延命改造を行ったものは1700番台となっている。

　　北海道標準色（1991.1〜）
　　「海の恵み」（2018.6〜）　（キハ40-1809）
 
 2018.8　700番台：大沼公園駅 2018.8　1700番台：大沼駅
  
2019.2　海の恵み：五稜郭駅
733系
　2012年に登場した、札幌都市圏向けの3扉ロングシート車。車体はステンレス製で、JR北海道では初めて川崎重工業のefACEを採用している。
　1000番台 　
　北海道新幹線開業に伴い、電化された函館駅〜新函館北斗間の「はこだてライナー」向けに導入されたもの。3両編成4本である。

　2016.3.26　快速「はこだてライナー」にて営業運転開始
 
2019.2　大中山駅 
 番号 M Tc  前歴  登場  消滅  備考
1001-1004 4 4 新製 2015.10.-11
2001-2004 4

函館本線（函館〜長万部）