Transilien U est une ligne entièrement exploitée par la SNCF, qui fonctionne de 5 heures du matin à minuit, à l'aide de rames Z 8800 (couplées aux heures de pointe) et anciennement des Z 20500 (aujourd'hui en service sur réseau Transilien Paris Saint-Lazare (lignes J et L). Ces rames utilisent le raccordement de Viroflay qui fut, à cette occasion, ouvert au trafic commercial, afin de rallier les terminus extrêmes en 40 minutes.
Transilien U a adopté le système des codes-missions. Composés de quatre lettres, ils apparaissent dans les horaires, et sur les écrans d'affichage. Ils sont utilisés par la SNCF pour l'exploitation de la ligne mais aussi pour faciliter la vie des voyageurs :
L'offre de la ligne Transilien U est le suivant :
Une étude, publiée dans le journal 20 minutes a présenté cette liaison comme étant avant-dernière d'Île-de-France en termes de respect des horaires.
Il s'agit d'une liaison transversale directement influencée par le trafic des réseaux Montparnasse et Saint-Lazare et devant s'inscrire dans un trafic saturé entre La Défense et Saint-Cloud, et entre Versailles-Chantiers et Saint-Quentin-en-Yvelines.
Transilien U aurait pu, à compter de cette date, être significativement renforcé mais la régularité de la ligne aura eu raison de ce projet.
À l'origine, le Syndicat des transports d'Île-de-France, autorité organisatrice des transports de la région parisienne, souhaitait que la ligne Transilien U soit cadencée et renforcée à partir du 13 décembre 2009. Ainsi...
Mais, c'est en raison des risques que ce renforcement faisait peser sur la robustesse de la grille horaire et sur la régularité des trains circulant sur cet axe, que Transilien proposa au STIF en février 2009 de ne pas mettre en œuvre dans sa globalité le renforcement prévu tout en préconisant néanmoins quelques aménagements de l’offre existante.
Depuis le 13 décembre 2009, Transilien U bénéficie de la mise en unité multiple du train DEFI au départ de La Verrière à 9 h 08 du lundi au vendredi, pour tenir compte de son niveau de fréquentation. De plus, les trains qui circulaient à vide en contrepointe, quittant respectivement les gares de La Défense à 9 h 14 et de La Verrière à 15 h 53, sont désormais utilisables par les voyageurs.
De plus :