JR東日本は、2013年3月に東北新幹線「はやぶさ」が国内最高速となる320km/h運転を開始するなど、3月16日からダイヤ改正を実施すると発表した。
「はやぶさ」は、宇都宮～盛岡間、最高速度を従来の300km/hから320km/hに向上することで、東京～新青森間を最速2時間59で結び、従来よりも11分間短縮する。最高速度320km/h 運転をする列車は、これまで300km/h運転を行っている3往復の「はやぶさ」と、下り「はやて」1本（275km/hから320km/h運転の「はやぶさ」に変更）となる。
新青森を発着する列車は全てE5系で運転する。E5系は一部「はやて」、「やまびこ」、「なすの」も使用し、東京発着列車167本中、約4割となる70本をE5系で運転する。E5系の編成数は、今回3編成追加投入し、ダイヤ改正時点では23編成となる。
また、新型フルアクティブサスペンション（動揺防止制御装置）や車体傾斜装置を採用した新型車両E6系を使用した秋田新幹線「スーパーこまち」がデビュー、4往復を300km/hで運転、東京～秋田間を従来よりも5分短い最速3時間45分で結ぶ。
東京～盛岡間はE5系「はやぶさ」と併結運転し、「はやぶさ・スーパーこまち」として運転する。E6系は一部「やまびこ」にも使用し、E5系と併結して運転する。E6系は4月以降、毎月1～2編成のペースで落成する予定で、順次「こまち」などに使用しているE3系を代替えしていく予定。
夕時間帯の上り「なすの」の運転区間を変更し「やまびこ」として運転、仙台エリアで夕通勤時間帯の利便性向上を図る。
上越新幹線には加速性の良いE2系を追加投入、「とき」の平均到達時分を2分短縮する。200系については、全ての線区で定期列車の営業運転を終了する。
現行、東京～新潟間ノンストップで運転している「とき」1往復を大宮停車とし、新幹線の結節点である大宮駅の利便性向上を図る。E2系で運転することで、大宮停車としても東京～新潟間の到達時分は、上り列車で1分短縮する。
一方、在来線では特急「スーパーひたち」と「フレッシュひたち」を新型車両E657系に統一するとともに、利用者の多い通勤時間帯に、特急「フレッシュひたち」を3本増発する。
中央快速線の最高速度を向上し、データイムの「中央特快」、「青梅特快」の到達時分を短縮する。「中央特快」は新宿～八王子間を最速33分で結び、現行より3分短縮する。データイムの「特別快速」を増やし、立川・八王子エリアと新宿・東京エリアの速達サービスを向上させるとともに、快適にご利用できるようにする。
湘南新宿ラインの全列車が浦和駅に停車し、池袋・新宿方面へ乗換なしで行けるようにして利便性を向上する。新宿と日光・鬼怒川方面を結ぶJR・東武直通特急（「日光」、「きぬがわ」、「スペーシアきぬがわ」など）の全列車が浦和駅に停車し、日光・鬼怒川エリアへの観光が便利となる。
朝・夕の通勤時間帯は、湘南新宿ラインを増発し、混雑緩和を図る。平日の朝通勤時間帯に、西船橋駅発着の武蔵野線電車を東京方面へ延長増発して、混雑の緩和を図る。
平日のデータイム（10時～15時台）に毎時1往復増発する。これにより、運転間隔が12分から10分に短縮し、利便性を向上する。平日の朝・夕通勤時間帯に、横浜線と根岸線の直通運転を新たに3往復拡大し、横浜線沿線から横浜・桜木町方面への通勤・通学を便利にする。
このほか、東日本大震災の影響で運転を見合わせていた常磐線の浜吉田～亘理間の運転を再開し、下り26本、上り23本の列車を運転する。同じく石巻線の渡波～浦宿間の運転も再開し、下り11本、上り11本の列車を運転する。
