JR東日本は9月6日、相鉄・JR直通線開業に伴なうダイヤ改正を11月30日に実施すると発表した。
神奈川東部方面線のひとつとして建設された相鉄・JR直通線は、相模鉄道（相鉄）本線西谷駅（横浜市保土ヶ谷区）と羽沢横浜国大駅（横浜市神奈川区）を結ぶ2.7kmの路線で、相鉄とJR東日本を結ぶ直通列車は、相鉄本線の海老名駅（神奈川県海老名市）から同線を経由してJR東海道貨物線とJR横須賀線に入り、大崎から埼京線と合流し新宿へ至る。
この直通列車は1日あたり46往復が運行され、朝ピーク時は毎時4本、それ以外は毎時2～3本程度の運行となり、朝通勤時間帯に運行される一部の列車は大宮方面へ直通する。
特急と各駅停車が設定されるが、特急は相鉄・JR直通線を含む相鉄線内で途中、大和・二俣川・西谷に停車し、JR線内は各駅に停車する。
JR新宿駅に乗り入れた相鉄12000系電車。最速の所要時間は、二俣川～新宿間が44分、大和～渋谷間が45分、海老名～武蔵小杉間が36分とされており、相鉄12000系電車10両編成、JR東日本E233系電車10両編成が相互に乗り入れる。
直通列車では、都心へ向かう平日の大崎着7時20分～9時30分の列車を対象に、海老名～大崎間で海老名方の10号車を女性専用車とするほか、全区間で9号車を弱冷房車とする。これに伴ない、大崎～新宿間で同じ線路を走る埼京線列車は、10月1日以降、東京臨海高速鉄道りんかい線（りんかい線）の車両も含めて順次、弱冷房車が4号車から9号車へ変更される。
多摩川を渡る相鉄12000系電車。なお、直通列車の運行に伴ない、現行の小田原始発『湘南ライナー8・10号』が、小田原7時20分発の『湘南ライナー8号』に統合される。
埼京線内でも改正が実施され、早朝の池袋～新宿間で3往復を増発し、上り池袋発、下り新宿発の初電が5時台となる。りんかい線へ直通する列車も朝時間帯に2往復増発することで初電が繰り上げられ、上り新宿発、下り大崎発の初電が6時台となる。
JR東日本側からは埼京線カラーのE233系が乗り入れる。一方、終電では、川越行き最終列車の新宿発を現行より5分繰り下げ、0時ジャスト発とされる。
日中と夕方では、パターンダイヤ化して運行間隔の均等化が図られるほか、現在、赤羽～大宮間で途中3駅停車となっている快速が、武蔵浦和～大宮間で各駅に停車となる。これにより武蔵浦和～大宮間の所要時間は3分程度増加する。
相鉄線内で習熟運転をするJRのE233系電車。