五日市線（いつかいちせん）は、東京都昭島市の拝島駅から東京都あきる野市の武蔵五日市駅までを結ぶ東日本旅客鉄道（JR東日本）の鉄道路線（幹線）である。
日中はすべて線内折り返しで、朝夕の一部列車は青梅線・中央線に直通する。
かつては、武蔵五日市駅からスイッチバックして、武蔵岩井に向かう岩井支線（正式には本線の末端区間）が分岐していたが、廃止され、現在は西東京バスの武蔵五日市駅～松尾・つるつる温泉間の路線バスで代替している。武蔵五日市駅が高架化・改築されたため、廃線跡は同駅手前に一部が残る程度である。
日中の線内折り返し列車は、先頭車の前面に『青梅・五日市線』と表記された豊田電車区所属の201系6両編成で運行される。
また、青梅線・中央快速線を経由して東京駅まで直通する列車があり、朝は2本（土曜・休日は1本）運転され拝島駅で八高線高麗川駅始発の4両編成を増結する。一方、下りも2本（土曜・休日も同数）運転されるが、1本目は拝島駅で6両編成を、2本目は八高線高麗川駅発着の4両編成を解放する。車両は中央快速線用の201系H編成が使用されてきたが、2007年3月18日のダイヤ改正からはE233系も運用を開始し、2007年6月までにこの運用をすべて置き換える予定である。さらに、これ以外の201系も2008年3月までにすべてE233系に置き換える予定である。
この他、土曜・休日には新宿駅発着で「ホリデー快速あきがわ号」が3往復運転されている。詳しくはおくたま (列車)を参照のこと。
2007年3月19日から、平日朝の武蔵五日市発東京行に女性専用車が導入された。
五日市線は私鉄の五日市鉄道が建設したものである。1930年に立川～拝島～武蔵五日市～武蔵岩井間が全通し、立川～拝島間では青梅電気鉄道（現在の青梅線）と完全に並行していた。1940年に南武鉄道に合併され、同社の五日市線となったが、1944年に南武鉄道が戦時買収により国有化され、本路線も国有鉄道五日市線となった。その際、青梅線と並行する立川～拝島間は不要不急線として休止され、戦後復活することはなかった。
ただし、立川～武蔵上ノ原と、旧・南武鉄道の武蔵上ノ原～西立川間は現在も南武線・中央本線下り線（立川駅南側）との連絡線として利用されている。
五日市線 駅一覧
拝島駅
熊川駅
東秋留駅
秋川駅
武蔵引田駅
武蔵増戸駅
武蔵五日市駅