Тохоку-синкансэн — один из первых трёх разработанных в рамках действия японского Закона о всеяпонском внедрении системы синкансэнов (остальные два — Дзёэцу и Нарита). В 1971 году приняты генеральный план и план подготовительных работ, в 1982 году открыто движение по участку от Омии до Мориоки, к 1991 году открылось движение Токио — Мориока. В 2002 году введён в действие участок от Мориоки до Хатинохэ, являющийся частью участка Мориока — Син-Аомори, план подготовительных работ которого был утверждён в 1973 году вышеупомянутым законом. В 2010 году введен в действие участок от Хатинохэ до Син-Аомори[3]. В 2011 году по маршруту Токио—Син-Аомори запущены поезда Хаябуса.
Хаятэ — в основном сообщение Токио — Син-Аомори. До Мориоки следует в стыковке с поездом маршрута «Комати», который затем едет по Акита-синкансэну. В объединённом составе 16 вагонов.
Ямабико — в основном сообщение Токио — Мориока. Поезда сообщения Токио — Сэндай до Фукусимы ранее следовали в стыковке с поездом маршрута «Цубаса», который затем ехал по Ямагата-синкансэну.
Насуно — появился с введением «пригородных синкансэнов» малых дистанций. В основном обслуживает участок от Токио до Насусиобары и Кориямы.
Хаябуса — в основном сообщение Токио — Син-Аомори. До Мориоки иногда следует в стыковке с поездом маршрута «Супер Комати», который затем едет по Акита-синкансэну. В объединённом составе 17 вагонов. Может развивать 320 км/ч.
Цубаса — следует до Фукусимы в стыковке с Макс-Ямабико, далее едут по Ямагата-Синкансену.
Комати — ранее следовал до Мориоки в стыковке с Хаяте, затем до Акиты отдельно. Отменён в связи в вводом Супер Комати.
Супер Комати — следует до Мориоки в стыковке с Хаябуса, затем до Акиты отдельно. Может развивать 320 км/ч.