日本の鉄道史
1960年代に入ると、東海道本線の輸送量は限界に達した。東京駅から西に向かって毎日60本以上の優等列車が走り、そのすき間をたくさんの貨物列車とローカル列車が埋めた。この事態解決の手段として、新規に国際標準軌による別線を建設し高速電車を走らせる「新幹線」計画が策定された。この計画は1959年3月に国会で承認されたが、世界の鉄道が未経験の「時速200 kmを超える定期列車」という高い目標にもかかわらず、5年後の1964年に完成させるという短期間の計画であった。このため実際の路線の一部を前倒しで完成させ、そこで試作車両を実際に走らせて車両や施設の確認試験を実施し、その結果に基づいて本番用の車両や施設の構想を固めてゆくという方式がとられた。この試験線は神奈川県西部にモデル線として建設され、一般にも公開された。当時、時速200 kmで走る新しい鉄道に「夢の超特急」というフレーズが付されたが、十河信二総裁と島秀雄技師長の指導と国鉄職員の努力の結果、1964年（東京オリンピック開催の年）に東海道新幹線が開業した。開業当初は東京-大阪間に4時間かかったが、翌年路盤が安定するのを待って3時間10分に短縮した。新幹線の開業によって在来線（東海道本線）の昼行長距離列車の需要は無くなり、貨物列車とローカル列車が走る路線となった（十河と島は新幹線の開業前に建設費の暴騰の責任を取って辞任し、開業セレモニーには招待されなかった）。
連合軍専用列車
1946年（昭和21年）7月15日の「Yankee Limited」で開始。東京 - 上野間には元々回送線が戦前から存在し、回送・貨物列車に関しては走ったことがあったが、旅客列車を同区間で運行したのはこれが初めてである。東京駅から東北・信越方面への旅客列車を走らせる（東海道本線・横須賀線 - 東北本線・常磐線・高崎線間の直通運転を行う）ことには国鉄内に何らかの抵抗があったらしく、戦前は軍用列車ですら実施されたことがなかったが、このことでその抵抗分子も消えたのか、早くもこの年8月10日から日本人の乗る列車でも同区間の旅客輸送が開始されている。その後、同区間の回送線が1973年（昭和48年）4月の東北新幹線建設工事によって使用不可となるまで、特急・急行・準急・普通問わずさまざまな列車が同区間を運行した。2015年（平成27年）3月14日からは42年ぶりに、JR東日本は同区間の列車線を復活させ、再び東海道本線 - 東北本線・高崎線・常磐線間の直通旅客列車の運行を開始している。「上野東京ライン」も参照。