JR 홋카이도의 간선 중 하나로 오샤만베역에서 이와미자와역을 잇는다. 홋카이도 남쪽 해안을 따라가다가 토마코마이역에서 내륙으로 간다. 현재 전 노선을 운행하는 여객열차는 없다. 시라오이역에서 누마노하타역 간은 일본 최장의 직선구간(28.736km)으로도 유명하다.

노선중 복선은 오샤만베-토야, 우스-나가와, 마렛푸-미카와, 유니-쿠리야마, 히가시무로란-무로란 구간이며 전철화구간은 히가시무로란-누마노하타, 히가시무로란-무로란 구간이다.

하코다테 본선 오샤만베-오타루 구간과 비교해서 이 노선은 해선(海線)으로 불린다.

철도 부설 주체는 홋카이도 탄광철도이며 1906년 국유화되어 1909년 무로란 본선이라는 이름을 받았다. 1923년에는 오샤만베에서 히가시무로란까지 가는 나가와선이 지어졌으며 1931년 통합하여 무로란 본선이 되었다.1987년 국철 분할민영화로 JR 홋카이도 소속이 되었다.

오샤만베-히가시무로란-누마노하타까지 특급열차가 다니며 누마노하타에서 치토세선으로 빠져 삿포로역과 하코다테역을 잇는다. 보통열차는 크게 오샤만베-히가시무로란, 무로란-히가시무로란-토마코마이, 토마코마이-이와미자와 등의 운행계통으로 나뉜다.

선술했듯이 노선의 일부 구간은 전철화되어 있지만, 정작 보통열차는 수요가 없어서 전철화 구간에서도 1~2량 디젤동차로 운행한다.이뭐병 그것도 1인승무. 그나마 무로란-삿포로를 오가는 특급 스즈란은 전동차로 운행 중.