府中本町行き

武蔵野線基本の行き先。最長は京葉線東京駅から府中本町駅まで約1時間45分。府中本町駅に着くと降車専用の2番線ホームで一度乗客を降ろし回送、貨物駅寄りにある折り返し線を用いて転線し3番線に入ることで始発列車となる。府中本町駅の北府中寄りに渡り線などはない。

東所沢行き

朝と夜に府中本町側と西船橋側両方から設定される行き先。設定本数は平日朝、西船橋側からが多い。東所沢駅には東所沢電車区があり武蔵野線車両の滞泊や留置が行われている。

東所沢駅でそのまま折り返して始発列車になることはなく、全て東所沢電車区へ回送される。

南越谷行き

府中本町方面から設定される終電時間帯の行き先。2本設定されており、南越谷駅に着くと2本共越谷レイクタウン寄りにある2本の折り返し線に入り夜間留置、翌朝の南越谷始発府中本町行きとして運行される。東京競馬場での競馬開催に伴い臨時列車として運行されることもある。

西船橋行き

主に平日の夕方に設定。武蔵野線は京葉線と一体化した運行形態なため、武蔵野線単体で運行を終えることは少ない。なお京葉線側から平日の夕方に西船橋行きがあるが、これは京葉線車両で運行される。西船橋駅に着くと折り返しで始発列車となる。

しもうさ号海浜幕張行き

朝に1本設定。朝の新習志野発のしもうさ号大宮行きが折り返しで海浜幕張行きになる。大宮駅の始発ホームはむさしの号と同じく3番線の上野東京ライン・湘南新宿ライン上りホーム。海浜幕張駅に着くと折り返しで1駅で終点になる新習志野行きになる。

「大宮」〜「武蔵浦和」間は東北本線を走り、与野駅から武蔵野線の貨物線である西浦和支線を走行する。「大宮」〜「与野」間は湘南新宿ラインと同じルートなため、さいたま新都心駅と与野駅は通過となっている。

むさしの号八王子行き

大宮駅から八王子駅まで約50分。むさしの号は「大宮」〜「八王子」の往復はあるが、府中本町発のむさしの号は往復がなく大宮行きのみ。途中西浦和駅を通り通過してしまうが、2・3番線の外側にあるホームのない1・4番線を経由するため停車できず、通過になっている。

始発となる大宮駅を出ると湘南新宿ラインと同じルートで与野駅まで走り、与野駅から武蔵野線貨物支線の大宮支線を通り西浦和駅へ出て武蔵野線を走る。新小平駅まで来ると武蔵野線貨物支線の国立支線を通り国立駅へ。国立駅からは中央線を走り八王子駅に着く。

幕張豊砂駅開業記念HM

京葉線の幕張豊砂駅は2023年3月18日のダイヤ改正と同時に開業した。これを記念して同年3月31日まで京葉線E233系に加え、直通先の武蔵野線E231系1編成に前後で異なるヘッドマークを掲出。デザインは京葉線か武蔵野線かで異なる。

武蔵野線開業50周年記念HM

武蔵野線「府中本町」〜「新松戸」間は1973年4月1日に旅客及び貨物の営業を開始。「新松戸」〜「西船橋」間の延伸開業は1978年。2023年4月1日に武蔵野線「府中本町」〜「新松戸」間開業50周年を記念してE231系1編成にヘッドマークを掲出。同年6月30日まで掲出された。