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  石北本線,顧名思義,即連結北海道石狩地區與北見地區的路線。以前連結兩地的路線有三條,第一條路線為「名寄本線」,由宗谷本線的名寄經過興部、遠輕到達北見、網走。第二條是由十勝地區的池田到達北見、網走的「網走本線」(後來的池北線、北海道池北高原鐵道)。第三條由旭川,越過北見峠,也就是現在的石北本線。而在1932年打通北見峠後,石北本線成為石狩與北見兩地區的最短路線。  石北本線的常紋隧道1914年開通,其長度僅507m,但工期卻高達3年,較同時間的大阪電氣鐵道(現在的近畿日本鐵道)奈良線的生駒隧道長度3388m,工期33個月相比,工程的難度可想而知。1968年發生十勝衝地震,造成隧道損壞,於1970年修復時,工人發現隧道壁內埋有人骨,雖然經過調查後證實為修築隧道的罹難者(即打生樁,為某種目的而犧牲的人),但是常紋隧道的靈異之說已不脛而走。

  

  大體上分為「旭川 - 上川」、「上川、白瀧 - 遠輕」、「遠輕、留邊<unk> - 北見 - 網走」三個主要系統。包含特別快速「北見」(),全部列車均實施單人運轉。

  雖然路線畫分上起點為新旭川車站,但實際上列車均以旭川車站為起車點行駛。由於旭川的近郊區間範圍最遠可達上川,列車的班次上設定為1天8個往復班次,除了中午以外每1 - 2個小時發出一班。亦有部分列車行駛區間為旭川 - 東旭川、當麻、伊香牛等。

  上川 - 白瀧間除了特急「鄂霍次克」()、「大雪」與特別快速「北見」之外,普通列車1天僅1個往復班次。基於此區間內人口數稀少,國鐵分割民營化後有3座車站(中越、上越、奧白瀧)被降為號誌站,另有2座車站(天幕、上白瀧被關閉此外,過去上白瀧車站尚未關閉前,上行4626D次普通列車由該站到達次站上川站需耗費1小時8分,曾創造出日本兩站單一區間行駛最久的列車,但相關的班次現已取消。白瀧 - 遠輕間的普通列車(包括特別快速「北見」)共有7個往復班次(上行4班,下行3班)。然而,當中下白瀧車站卻因使用人數過低而被降為號誌站,舊白瀧車站更因此而關閉。

  遠輕 - 北見、網走間的普通列車有4個往復班次,而遠輕 - 生田原間有開行區間列車。另外本區間運轉密度最低為生田原 - 金華間,包含「北見」在內的普通列車1天僅5個往復班次。 金華以東則以北見、網走為中心,由金華、留邊<unk>、東相內為起車點,經由北見開往網走的列車班次較多。留邊<unk> - 網走的區間除了中午以外,每1至2小時發出一班。有部分列車直通釧網本線的知床斜裡車站、綠車站。值得一提的是,特別快速「北見」在北見車站的停靠時刻恰可接駁來往於釧網本線的旅客。

  札幌 - 網走間特急「鄂霍次克」有4個往復班次。在觀光季節另外有開行以休閒為型別的臨時特急。旭川 - 北見間也有特別快速「北見」1個往復班次行駛。

  所有列車均為柴聯車。

  為方便起見,新旭川側所有列車都直通的宗谷本線旭川站-新旭川站間會一併記載。

  括號內是新旭川站起計的營業距離。
石北本線()是一條由北海道旭川市的新旭川站起,途經北見市的北見站連結網走市的網走站,屬於北海道旅客鐵道(JR北海道)的鐵路線(地方交通線)。