（キハ47 3509・原水～肥後大津・2013年10月7日）
電化区間なのにいきなり気動車ですが、非電化区間の肥後大津～宮地、豊後竹田への直通列車も運転されているわけです。
（キハ47 4509・原水～肥後大津・2013年10月7日）
キハ47形はもともとDMF15HSA形エンジンとDW10形液体変速機を搭載していましたが、この直列6気筒ディーゼルターボは220psと非力だったため、JR九州車の一部は1999年から300ps出力のコマツSA6D125H-1A、もしくはSA6D125-HE-1エンジンと新潟コンバータ製TACN22-1612A形液体変速機に換装して8000番代（0番代ベース）、9000番代（1000番代ベース）とされましたが、さらに2軸駆動としたのが3500番代と4500番代です。
今では屋根上のベンチレーターや水タンクが撤去されています。
電化区間の主力は815系。
（クモハ815-2・原水～肥後大津・2013年10月7日）
（クハ814-4・原水～肥後大津・2013年10月7日）
（クモハ815-4・原水～肥後大津・2013年10月7日）
1999年から製造されたワンマン運転対応の2両編成。JRで初めて日立製作所のA-Trainで製造されたアルミ車です。またIGBT素子を用いた回生ブレーキと逆走ブレーキ（全電気ブレーキ）をJR九州で初めて採用しています。
豊肥本線のエースはキハ185系を使用した「九州横断特急」。
（「九州横断特急」キハ185-2・原水～肥後大津・2013年10月7日）
国鉄時代末期に四国に投入され、JR四国に承継されたキハ185系の一部を1992年にJR九州が譲受したものです。
JR九州のキハ185系は全車熊本に配置されていますが、「九州横断特急」「くまがわ」系統と「ゆふ」系統、そして観光特急「A列車で行こう」に使用。「九州横断特急」「くまがわ」はワンマン運転ですが、客室乗務員は乗車しています。
一度乗車した事があるのですが、山岳区間はかなり苦しそうだったのが印象的でした。
この区間には「ななつ星in九州」も通過することになるのですが、未明に走るのでなかなか見る事ができなさそうです。