読みは幻想郷(げんそうきょう)線。たまに「幻想"卿"」という誤字が見られるが、これだとどこかの伯爵の名前になるので注意が必要である。 ラインカラーは ● (ライトブルー)であったが、現在は ● (ゆかり色)へ変更されている。 開業当時は太田方面へ向かう路線とは分断されていたが、後に路線改良とオーバーパスの新設により、現在は稗田駅〜有栖川駅(太田回り)を結ぶ路線となっている。 沿線は住宅や学校、農場が多く、どこか懐かしい匂いのするローカル路線として親しまれている。 沿線には無人駅が多く、無人駅での改札は車掌と運転士がホームに降りて行っている。
開業当時の旅客列車は全てキハ58系であったが、後に全線が電化される。現在は貨物列車がDD51形で運行されている。なお、退役したキハ58系は車両センターに波動用として留置されており、電化後に投入された201系が堀江線へ転属されてからは、165系急行電車がローカル輸送を担っている。
第15回動画でチー鉄によるICBMミサイルの攻撃を受け、白百合トンネル(有栖川〜西行寺間)もろとも変電設備が大破し、電車の運行を見合わることとなった。 その際に緊急処置として、幻想郷線非電化時代に運行されていたキハ58系気動車を営業運転に復帰させ、沿線住民と鉄道ファンの好評を博した。 これがきっかけとなって幻想郷線は再度非電化路線となり、西行寺から八雲・秋名駅への延伸工事の際も電化工事は行われていない。
ローカル線をいうと 赤字経営 というイメージが有りがちだが、開業以来黒字経営を続けている。 主に有栖川から初音島線へ乗り換える利用者が乗客の大半を占めており、逆に初音島線から幻想郷駅経由で初音市へ向かう利用者も目立つ。これらの接続駅では立ち席になるほど利用は好調のようだ。 これは、幻想郷線が開業した当初から、幻想郷中心部への接続路線的な役割を果たしていることに起因している。
駅名 | 接続路線 | 幻想特快 | 備考 |
稗田駅 | ● 東方線(幻想郷方面) | ● | |
太田駅 | レ | ||
幻想郷駅 | ● 東方線 | ● | |
知留野駅 | レ | ||
有栖川駅 | ● 初音島線 | ● | |
宇佐見駅 | ● 初音島線 | レ | |
西行寺駅 | ● 因幡貨物線 | ● | |
山田小町駅 | ● | ||
神崎駅 | レ | ||
八雲駅 | ● 東方線、 ● 多無貨物線 | ● | |
もみじ台駅 | ● | ||
秋名駅 | = | ● 秋名貨物線 |