平成筑豊鉄道は2021年3月13日(土)にダイヤ改正を実施し、平日・土休日を通して運転本数の削減と速度の見直しを行います。
伊田線・田川線・糸田線とも、現行ダイヤは「平日」「土曜・休日」に分かれていますが、これが一本化され、全曜日で同じ本数の運転となります。現行の平日ダイヤを基準にすると、改正後は朝時間帯で7本、夕時間帯で4本、夜時間帯で1本の列車の運転が取り止められます。土曜・休日も運転本数が減る時間帯があります。平成筑豊鉄道では、新型コロナウイルス感染症の影響で利用客数が大幅に減っているとして、減便に理解を求めています。
田川線では、ダイヤ改正以降は列車の速度を落として運転されます。このため、田川伊田駅〜行橋駅間で10分ほど所要時間が増加します。そのほか、行き違い待ち合わせや運転間隔調整のため、行橋方面から田川伊田駅をまたぐ利用においては現行ダイヤより30分ほど余計に時間がかかる場合があるとしています。
平成筑豊鉄道は、田川線の運転速度見直しの理由を「乗り心地を改善するため」と説明しています。また、直方駅・田川伊田駅・行橋駅・田川後藤寺駅の各駅でJR線に乗り換える場合、現在よりひとつ早い列車に乗車しないと目的地への到着が遅くなることがあるので注意するよう呼びかけています。
3月13日(土)ダイヤ改正により、最終列車の時刻が繰り上げまたは繰り下げとなる区間が生じます。例として、田川伊田駅からの直方駅までの最終列車は、現行ダイヤの22:44発から改正後は22:20となり、24分の繰り上げとなります。行橋駅からの犀川駅行最終列車は、現行の23:53発から改正後は23:59へと6分繰り下げられます(下表を参照)。
そのほか、日中時間帯の伊田線について、田川後藤寺駅発・金田駅行の列車が直方駅までの直通運転に変更され、金田駅での乗り換えが不要になります。