日中時間帯は王子断面で1時間に副都心線からの快速急行2本・急行2本・準急4本、早稲田発着の各駅停車8本の運行である。王武大門までは緩急が1:1でコンビを組み、王武川口と王武大門で接続をとる。王武大門より先は各駅停車が半減する代わりに準急が各駅に停車する。準急は副都心線内渋谷から終点まで後続の急行・快速急行に抜かされないため、都心と郊外の小駅を乗り換えなしでスピーディーに結ぶ足としての役割を担う。
日中の大宮線はおおむね10分間隔で毎時6本運行され、すべての列車が各駅に停車する。30分に1本は大宮～本線王武行田の各駅停車が4連クロスシートで運行され、岩槻で元町・中華街～春日部の急行と岩槻でタスキを交換するほか、線内運用の列車も岩槻で本線の各駅停車に接続をとる。
平面交差の岩槻で10分サイクルの大宮線と15分サイクルの本線が交錯するため、本線岩槻以北にはしわ寄せがかかる。都心から毎時4本ずつ走っていた各駅停車と準急は半数が岩槻で折り返し、春日部行きの急行に進路を譲られた大宮からの各駅停車が加わり毎時6本の不等隔ダイヤとなる。蓮田から先は快速急行と大宮からの各駅停車のみが生き残り、ローカル線然とした雰囲気を醸しながら北上する。騎西町以北の単線区間では快速急行の運転停車が生じないように上下線のダイヤが調整され、下りは田ヶ谷、上りは広田で各駅停車が対向待ち合わせを行う。
他路線と分離されているため、3連4編成が10分間隔でピストン輸送を行う。両端の王子と三ノ輪がともに1線であり、列車出発後すぐに到着列車が入線するジャグリングのようなダイヤを描いている。
荒川線と同様に独立しているため、3連1編成が15分間隔で往復する。王武大門では東京方面からの急行・快速急行との接続が図られている。