JR東日本は2015年3月14日のダイヤ改正で、上野東京ライン開業にともない常磐線特急列車の品川駅への直通運転を開始し、列車名を「ひたち」「ときわ」に変更する。
特急「ひたち」「ときわ」の運転本数は上下計74本で、うちデータイム(10~16時台)の全列車を含む44本が品川駅発着となり、東京駅にも停車。上野駅での乗換えが解消されることで、いわき・水戸方面から東京駅・品川駅への到達時分が短縮される。
特急「ひたち」は速達タイプの列車で、計15往復運転され、「ひたち3・5号」が上野発となる他はすべて品川~いわき間の運転に。上野~水戸間の停車駅も見直され、下り9本・上り12本が同区間ノンストップで運転される。下り列車の平均到達時分は品川~水戸間96分・東京~水戸間85分で、いずれも現在より10分以上の時間短縮となる。
特急「ときわ」は停車タイプの列車で、上野~水戸間の柏駅・土浦駅・石岡駅・友部駅などに停車(停車駅は列車により異なる)。運転本数は下り23本(品川発9本・上野発14本)、上り21本(品川行7本・上野行14本)とされた。下り・上りともに半数以上の列車が勝田駅発着となり、上下各4本が高萩駅発着、上下各1本がいわき駅発着に。上り「ときわ56号」(勝田駅5時53分発、上野行)は平日のみ、「ときわ68号」(勝田駅9時4分発、上野行)は土休日のみの運転となる。金曜日夕方には、臨時の特急「ときわ96号」(勝田発上野行)も運転される。
常磐線水戸駅では現在、9時台以降の上り「フレッシュひたち」、10時台以降の上り「スーパーひたち」の発車時刻が統一されている。ダイヤ改正後も引き続き発車時刻が統一され、9時台以降、上り「ひたち」は毎時27分発、上り「ときわ」は毎時53分発に。なお、特急「ひたち」「ときわ」において、従来の指定席・自由席の区分をなくした「新しい着席サービス」が普通車全席に導入されるとのこと。
常磐線では快速・普通列車による品川駅への直通運転も開始される。朝の時間帯は平日・土休日ともに快速5本(常磐線取手発3本・成田線成田発2本)が品川駅へ乗り入れ、品川駅発の列車は設定されない。9時台以降、おもに中距離電車(特別快速・普通)が品川駅へ直通運転を行い、16時前後から取手・成田方面へ快速も運転される。中距離電車の直通運転は品川駅17時14分発の普通列車(勝田行)をもって終了し、その後は終電まで快速のみの運転となる。
上野東京ラインを経由し、品川駅へ乗り入れる中距離電車(特別快速・普通)の運転本数は上下計34本(17往復)。特別快速は直通運転開始にともない、新たに北千住駅にも停車して利便性向上を図るとしている。