信濃鉄道によって建設された松本〜信濃大町間は、1926（大正15）年に電化されており、1937（昭和12）年に国有化され、国鉄により開通済みであった未電化の大糸南線（信濃大町〜中土間）に組み入れられました。この時点で、大糸北線は小滝〜糸魚川間がやはり国鉄により未電化で開通済みでした。
中土〜小滝間が開通するのは、戦後の1957（昭和32）年のことで、全線が開通したことで大糸線に改称されました。

全線開通後の大糸線は、1959（昭和34）年7月に信濃四ツ谷（後の白馬）まで電化、1960（昭和35）年7月に信濃森上まで電化、1967（昭和42）年12月に南小谷まで電化されます。南小谷〜糸魚川間は最後まで電化されませんでした。
また、1965（昭和40）年には、篠ノ井線の塩尻〜松本間の電化を受けて、この区間に塩尻まで乗り入れが開始されました。

画像：所蔵写真（安曇沓掛−常盤　1980.3）

国有化後から木造国電、17m国電の順で首都圏から車両が転入し、1950年には20m車のモハユニ44・61が入線しますが、本格的な20m車の転入は1963年からです。40系の3扉ロングシート車が多く配置されましたが、長距離路線であるため、クハ55、サハ57にはトイレの取付改造を施しています。
1967年から、スカイブルーへの塗り替えが始まっています。
ロングシート車が多かった大糸線ですが、1975年に身延線や大糸線からクロスシート車が転入しています。

撮影：松本駅（1988.4.17）

1981年に115系1000番代の新製投入により、旧型国電はすべて置き換えられました。同時期の身延線と同様の新車による置き換えでしたが、こちらは中央本線などとの共通化を考慮してか、ごく普通の湘南色でした。
1985年から長野地区の短編成・多頻度運行の電車に「エコー電車」の愛称が付き、大糸線は「あずみのエコー」のヘッドマークが付きました。それでもまだ冷房準備車という時期の写真です。