起点：碧南
終点：猿投
路線長：39.8km
西三河を南北に縦断する路線。本線との乗換駅、知立で系統が分かれる。豊田市・知立市・刈谷市など西三河の主要都市が多いため、同市の市街地へ向かう短区間利用者も少なくない。
日中は1時間4本。碧南ー知立間と知立ー猿投間が各4本ずつ運行される。
碧南駅：三河線の起点駅。かつては一色を経由して吉良吉田までつながっていた。現在はバス転換され、一部地域では廃線跡も残る。
碧南中央駅：碧南市の中心部に位置し、市役所などの最寄り駅。碧南駅よりも利用者が多い。
新川町駅
北新川駅
高浜港駅：高浜市街に位置する。三州瓦が用いられた駅舎が特徴的で、駅前には大きな鬼瓦がある。
三河高浜駅：高浜市の中心駅。周囲に高層マンションが立ち並ぶほか、高浜市役所の最寄り駅。
吉浜駅
小垣江駅
刈谷市駅：刈谷市の市街地に位置する。駅周辺にはアーケードもあったようだが、現在は撤去され高層マンションが多く並ぶ。
刈谷駅
重原駅
知立駅：当駅を境に海線と山線に分けられ、系統も分離されている。しかし、猿投から知立行として運行された列車が当駅から碧南行に切り替わって運転されることもある。工事中の現在は1階ホームに位置し、碧南方面ホームと名古屋本線名古屋方面ホームは向かい合っている。
三河知立駅
三河八橋駅
若林駅
竹村駅
土橋駅
上挙母駅
豊田市駅：豊田市の中心駅の1つ。愛環の新豊田駅との乗換駅としても多くの需要がある。市街地の中心部にあたり、駅周辺はかなり栄えている。豊田線の赤池・伏見方面の列車もすべて当駅発着となる。
梅坪駅：豊田線の正式な分岐駅。知立方から猿投行に乗車し豊田線へと乗り換える場合、豊田市駅では階段を挟んでホームを変える必要があるため、当駅で乗り換える人も多い。
越戸駅
平戸橋駅
猿投駅：現在の三河線の終着駅。かつては三河広瀬・西中金方面へと路線が伸びていたが、廃止されバス転換された。当駅からも、広瀬・中金を経由して足助へ向かうバスが出る。
