Résultant de la mise bout à bout de plusieurs lignes avec même des rebroussements, cette liaison a toujours eu un rôle régional ou touristique, la grande majorité des relations directes entre Lyon et Marseille continuant à transiter par la vallée du Rhône, au profil bien moins sévère. Elle permit également de desservir Aix (qui avait refusé le passage de la ligne Avignon - Marseille lors de sa construction dans les anénes 1840) plus efficacement que via l'embranchement se détachant à Rognac.
La majeure partie de la ligne est encore gérée par une signalisation type "bloc manuel", la section Aix - Marseille a reçu le BAL lors de sa modernisation en 2008, et le tronçon Aspres sur Buëch - Serres en partie commun avec la ligne Livron - Veynes est équipé du BAPR.
De par son profil difficile, la ligne des Alpes a été souvent utilisée pour essayer des nouvelles séries de locomotives Diesel ou autorails.
A l'origine, la ligne fut parcourue par des 021, 120 et 030,
ensuite rejointes par des 031, 230 et 040 basées notamment aux dépôts de Pertuis et Veynes.
Entre deux guerres, la compagnie du PLM engagea des 230 A, 140 A et E, 242 DT.
Après guerre, des 141 C, D, E, F furent engagées par la SNCF, puis des 141 R.
A noter qu'au début des années 60 une de ces machines assurait un train Lyon -
Marseille via Grenoble et Veynes, rare exemple de circulation parcourant la
ligne de bout en bout (le rebroussement à Veynes étant souvent l'occasion d'un
échange d'engin moteur).
Après des 040 DE (futures BB 63000 et 63500), la traction Diesel fit son apparition au débit des années 60 avec des BB 66000 et 67000 en remplacement des 141 R. Sur les trains de voyageurs, ces machines étaient associées à des fourgons chaudière puis remplacées dès le début des années 70 par des BB 674100, équipées du chauffage électrique. Les rames furent longtemps composées de voitures anciennes (Romilly, DEV d'embranchement) qui furent progressivement remplacées, hors période d'affluence, par les X 4900 en 1976 et, au début des années 80, par des RIO sur Aix - Marseille.
Les rames tractées firent leur retour sur la partie haute de la ligne en 1988 avec l'éviction des X 4900 au profit des RRR. Cependant, ces voitures relativement légères ont défrayé la chronique peu après leur mise en service par leur mauvaise tenue de voie, entrainant parfois la chute de bagages ! Malgré l'interdiction d'utiliser les casiers à bagages, d'autres problèmes ont subsisté (inconfort et risque d'enchevêtrement de tampons entrainant l'interdiction des les utiliser en réversibilité sur Briançon. A noter que des UM de 67400 ont été utilisées avec des RRR mais uniquement en traction.
Cette situation entraina le retour dès le début des années 90 de compositions courtes de trois ou quatre voitures Corail, UIC ou USI + une ou deux 67400 sur les trains vers Gap ou Briançon, les RRR et RIO étant limitées avec les X 4500 aux trains Marseille - Aix (puis Pertuis après 2001). En cas d'affluence ces rames pouvaient être renforcées, allant jusqu'à sept ou huit voitures tractées par une UM de 67400.
Les dernières rames tractées Marseille - Gap / Briançon, déjà concurrencées depuis la fin des années 90 par les X 72500, furent arrêtées en 2011 (malgré les protestations des voyageurs), une fois livrés les B 81500 (qui évincèrent aussi les RIO et RRR sur Marseille - Aix - Pertuis). Leur utilisation avait déjà bien diminué à partir des travaux coupant la ligne entre Aix et Marseille nécessitant un détournement via Rognac et rebroussement à Aix.
Depuis il y a eut quelques circulations exceptionnelles de rames tractées sur Aix - Marseille : RRR + 67400, et rame Mistral 69 affrétée en 2016.
Le trafic marchandises encore présent sur la ligne se compose de trains de produits chimiques entre Fos sur Mer et St Auban via la ligne Cheval Blanc - Pertuis tractés par BB 67000 jusqu'aux années 2003 / 2004 puis 67400 puis, après 2008, par des BB 75000 / 75400.
Le transit de trains de marchandises (bauxite pour Gardanne, charbon pour la centrale de Meyreuil) provenant de Fos sur Mer via Miramas, Rognac et Aix a cessé récemment. Ils ont été assurés longtemps en BB 67000 puis, après 2003 / 2004, en 67400, puis class 66 et 77 après reprise par l'opérateur ECR vers 2009.
Les autres flux ont disparu vers la fin des années 2000 :
Les premiers autorails à fréquenter la ligne furent semble-t-il les Michelines utilisées par la Compagnie du PLM au milieu des années 30 sur des liaisons Digne - Grenoble.
Après guerre, des X 2400, 52000 et 52100 Decauville basés à Grenoble firent leur apparition, ensuite rejoints par des X 3800 "Picasso", X 2800, X 4200 "panoramique" (notamment sur l'Alpazur) puis, en 1963, par des EAD X 4500. La liaison Avignon - Digne était assurée en autorail Somua XS 1-11 puis par des X 3800 avant sa suppression en 1971.
Les X 4900 firent leur apparition en 1975 - 1976 sur la majorité des trains pour Briançon, évinçant les rames tractées avant d'être chassés en 1988 par les RRR ; les X 4500 furent présents sur Marseille - Aix - Pertuis jusqu'en 2004 / 2005.
Les rames "EGP 1" X 2720 furent utilisées sur le train "Alpazur" Digne - Genève à partir de 1983, passant en modernisation à partir de 1985. Elles ont cessé de fréquenter la ligne en 1989 lors de la suppression de l'Aplazur.
Les X 72500 apparus en 1998 assurent aujourd'hui une bonne partie des relations sur la ligne, complétés par des B 81500 qui assurent également les navettes Aix - Marseille. Ces automoteurs sont complétés occasionnellement par des X 76500, normalement cantonnés aux lignes niçoises mais étant périodiquement rapatriés sur Marseille pour entretien.
Des Regiolis B 84500 ont été exceptionnellement engagés sur des Marseille - Briançon fin 2018.
De | à | Autorails | Rames tractées |
Marseille St Charles | Portique P3 (km 861,3) | 30 | 30 |
Portique P3 (km 861,3) | Portique P2 (km 860,8) | 60 | 60 |
Portique P2 (km 860,8) | Bifurcation d'Aix (km 441,7) | 100 | 80 |
Bifurcation d'Aix (km 441,7) | km 435,2 | 100 | 90 |
km 435,2 | Bouc Cabriès (km 426,698) | 100 | 100 |
Bouc Cabriès | Aix en Provence (km 408,274) | 110 | 110 |
Aix en Provence | km 399,5 | 100 | 100 |
km 399,5 | km 391,5 | 120 | 120 |
km 391,5 | km 385,6 | 110 | 110 |
km 385,6 | km 367,5 | 100 | 100 |
km 367,5 | km 352,3 | 105 | 105 |
km 352,3 | Manosque (km 339,907) | 130 | 130 |
Manosque | Mison (km 278,614) | 115 | 115 |
Mison | km 267,2 | 105 | 105 |
km 267,2 | Serres (km 256,124) | 100 | 100 |
Serres | Bifurcation du Poteau St Luc (km 244,131) | 105 | 105 |
Bifurcation du Poteau St Luc | Veynes (km 244,131) | 120 | 120 |
L'origine du kilométrage est la gare de Lyon Perrache : le kilométrage est continu à Marseille au prix de deux rebroussements à l'origine, à Veynes et Pertuis ; le km 244,131 à la bifurcation du Poteau St Luc correspond au km 235,965.
Du fait de la construction du raccordement direct de Pertuis, supprimant la nécessité d'y rebrousser dans cette gare (axe du BV = km 375,434), le trajet a été raccourci d'environ 8 km pour les trains l'empruntant : le km 371,845 correspond au km 379,756.
Attention, descriptif ne comportant que les gares et ouvrages d'art majeurs.