Sur le tronçon Hiroshima - Hakata, le train peut atteindre les 300 km/h, ce qui en fait une des dessertes commerciales les plus rapides au monde. Le voyage de Tokyo à Fukuoka (1 180 km) prend en moyenne 5 h en Nozomi[1].
Le mot nozomi (のぞみ) signifie « espoir » ou « souhait » en japonais.
Actuellement, 169 Nozomi sont programmés chaque jour. Leur numérotation est paire dans le sens Hakata - Tokyo, et impaire dans le sens Tokyo - Hakata.
Les Nozomi sont tous des trains de seize voitures, avec trois en Green car (la première classe, à savoir les voitures 8, 9 et 10) et treize en classe standard dont dix sur réservation (les voitures 4 à 7 et 11 à 16). Les modèles de Shinkansen300 (depuis l'origine), 500 (depuis 1997, les premiers à atteindre 300 km/h), 700 (depuis 1999) et N700 (depuis 2007, eux aussi à 300 km/h). Ces derniers devraient progressivement prendre en charge tous les Nozomi : à partir de 2009 pour les 74 rotations quotidiennes qui circulent sur l'ensemble du circuit, et à partir de 2011 pour toutes les autres lignes. Le Nozomi ainsi que le Mizuho ne peuvent pas être utilisés avec le Japan Rail Pass. Si les 300, 500 et 700 comportent tous quatre voitures fumeurs (les 3, 10, 15 et 16), les N700 sont entièrement non-fumeurs à l'exception de compartiments réservés sur les voitures 3, 7, 10 et 15. La capacité totale est de 1323 places assises pour tous les modèles (le 500 offre une place supplémentaire en classe standard) dont 200 (les sièges sont disposés en rangées de 2+2) en Green Car et 1123 (rangées de 3+2 sièges) en « Classe standard ». Le type 300 a été retiré du service en 2012 et le 500 ne sert plus que sur le Sanyo Shinkansen sous le type Kodama (train le plus lent sur le shinkansen Tokkaido/Sanyo).
39 sur un trajet entre Tokyo et une des gares intermédiaires de la Sanyō, utilisant des Shinkansen série N700 sauf pour les N100, 116, 129 et 134. Ils sont tous numérotés en N1** dont :
deux assurent la liaison Tokyo - Himeji (le N102 vers Tokyo, et le N133 dans l'autre sens) qui desservent les mêmes gares intermédiaires que le N100.
quatre entre Tokyo et Okayama (les N104 et 106 vers Tokyo, les N127 et 135 dans l'autre direction) qui desservent sept stations intermédiaires, à savoir les mêmes que les N100, 102 et 133 plus la Gare de Himeji.
trente-deux entre Tokyo et Hiroshima (17 numérotés de N108 à 140 vers Tokyo, 15 numérotés de N101 à 125 et de N129 à 131 dans l'autre direction). Tous s'arrêtent aux mêmes sept gares intermédiaires que les N104, 106, 127 et 135, à l'exception du N131 qui à la place dessert la Gare de Fukuyama, tandis que les N125 et 129 stoppent en plus à cette dernière gare.
66 Nozomi, numérotés en N2**, ne circulent que sur tout ou partie de la ligne Tōkaidō :
65 relient Tokyo à Shin-Osaka, dont 30 dans le sens Osaka - Tokyo (les numéros paires de N200 à 258) et 35 dans l'autre direction (les numéros impaires de N201 à 269). Ils desservent quatre gares intermédiaires : Shinagawa, Shin-Yokohama, Nagoya et Kyoto. Seuls dix de ces liaisons sont assurées par des Shinkansen série N700 (les N207, 225, 241, 267 et 269, les N200, 202, 204, 244 et 248).
le N298 va de Nagoya à Tokyo tôt le matin (départ à 6 h 36 de Nagoya), et assure ainsi les départs au travail qui ont lieu entre ces deux métropoles en 1 h 44 et en ne desservant que deux gares intermédiaires : Shin-Yokohama et Shinagawa.
Deux liaisons ont été mises en place entre Shin-Osaka et Hakata sur la ligne Sanyō, en utilisant les Shinkansen série 500 de la JR West : le N601 dans ce sens tôt le matin (départ à 6h de Shin-Osaka), et le N600 dans l'autre direction tard le soir (départ à 21 h 11 de Hakata). Elles desservent quatre gares intermédiaires : Shin-Kōbe, Okayama, Hiroshima et Kokura. Ces deux liaisons n'existent plus et ont été remplacées en 2011 par des services Mizuho.