JR東日本は、東京2020オリンピック期間中、首都圏エリアで深夜時間帯に臨時列車を運転します。
オリンピック開会式の2021年7月23日(金・祝)から、閉会式の8月8日(日)まで、首都圏21路線において通常の終電よりも遅い時間帯に臨時列車が運転されます(深夜輸送を実施する区間の路線図は下図を参照)。両方向で臨時列車が運転される路線は、山手線、京浜東北・根岸線、南武線、横浜線、中央線快速、武蔵野線、埼京線、常磐線快速・常磐線、常磐線各駅停車、中央・総武線各駅停車および京葉線です。下り線のみ臨時列車が設定される路線は、東海道線、横須賀線、青梅線、八高線、宇都宮線、高崎線、総武線快速、総武本線・成田線、外房線および内房線です。
このうち青梅線、八高線については、期間中でも臨時列車を運転しない日があります。また、開会式前にも一部の競技が開催されるため、7月21日(水)は山手線で、22日(木・祝)は山手線と京浜東北・根岸線でそれぞれ臨時列車が運転されます。
山手線では全区間で外回り・内回りとも2:00頃まで臨時列車が運転されます。そのほかの各路線でも、おおむね1:00頃〜2:00頃まで運転時間帯が繰り下げられます(各行先の最終列車は下表を参照)。東海道線の臨時列車は、品川駅〜大船駅間は横須賀線の線路を走行するため、川崎駅には停車しません(横須賀線の品川駅〜大船駅間の各駅には停車します)。また、臨時列車に連結されているグリーン車はすべての区間で利用できません。
なお、東京2020パラリンピック期間については、臨時列車の運転は行われません。
JR東日本ではそのほか、競技会場の最寄りとなる路線において、競技開催時刻に合わせた臨時列車を運転します。オリンピック期間中の臨時列車は、スマートフォンアプリ「JR東日本アプリ」に7月9日(金)頃から経路検索に反映されます。当日の運行情報や、列車ごとのリアルタイム混雑状況も確認することができます。