从1964年开通至今，新干线尚未发生过重大旅客伤亡事故，但也绝非“零伤亡”、“零事故”，新干线的历史上同样发生过很多次故障和事故、有时甚至走到了巨大灾难的危险边缘，最后能够逢凶化吉除了安全措施得力之外很大程度上也是靠了神来的好运气。新干线在安全方面有一些值得称赞的地方，但不应过度神话。
在讨论新干线的安全性之前，首先应该明白“新干线”是什么，由于许多人也包括不少媒体对于日本铁路缺乏了解，根本分不清“新干线”与“在来线”、JR与私铁&地下铁的区别，经常会想当然地把一切日本铁路都视为“新干线”，于是东京的山手线这种市内通勤铁路出了运营故障也称之为“新干线事故”，信乐高原铁道这种单线内燃的地方铁路出了事故也称之为“新干线事故”......因此这里首先要指出，新干线在日本法规中的定义是“主要区间内列车正常走行时速200公里以上的干线铁道”，由于国际上一般以正常运行时速200～250公里作为“高速铁路”与传统铁路的分野，所以新干线=日本高速铁路＜日本铁路，新干线事故=日本高铁事故＜日本铁路事故。如果论及日本铁路事故，则日本铁路就整体而言同样发生过各类大大小小的事故、包括多起造成了重大人员伤亡的事故，如五六十年代的“战后国铁五大事故”，七十年代的北陆隧道列车火灾事故，九十年代的信乐高原铁道列车冲突事故，以及2005年的JR福知山线列车脱线事故，但这些事故与作为高速铁路的新干线系统并无关系。
秋田新干线发生脱轨事故的路段大致如上图所示，但并非全线都如此。右侧线路为扩轨后的1435mm准轨，注意左侧线路其实有三根铁轨，此即1067mm窄轨（在来线列车）与1435mm准轨（新干线列车）的“套轨”。
15.山形新干线道口事故
2013年12月29日9时35分左右，“翼”123号列车（400系担当）于山形新干线运行时在一处平交道口与汽车相撞，造成被撞汽车上一名女性死亡，列车乘客中有1人受轻伤。如前所述，山形新干线是由既有线改造而来的“迷你新干线”，按照在来线标准进行管理，因此仍然存在大量平交道口，没有像标准规格新干线一样实现线路全封闭化，这样的道口撞车事故对标准规格的新干线来说是不可思议的。
16.东海道新干线纵火事故
2015年6月30日11时左右，一名男子在东京开往新大阪的“希望”225号列车（N700系担当）1车厢内点燃随身携带的汽油，引发车厢内火灾，列车在小田原附近紧急停车后司机与列车员立即用灭火器将火扑灭。事故造成两人死亡，其中纵火者在火灾中身亡，同时1车厢一名女性乘客因吸入过多有毒烟气而窒息死亡，车上乘客和车组人员中也有28人因吸入有毒烟气而入院，1号车部分车内设施在火灾中被焚毁。事故导致东海道新干线全线运行中断，当天上下行共计36班列车停运。
根据调查，该纵火男子可能是由于生活不如意产生心理和精神问题，遂选择在新干线列车上纵火自杀。为杜绝此类事件再度发生，各JR公司纷纷采取措施加强新干线的乘车安检，进一步强化列车员对车厢内的巡查，并增加车内摄像头等。
17.山阳新干线车辆部件脱落事故
2015年8月8日17时27分左右，“樱”561号列车（N700系担当）在山阳新干线小仓-博多区间运行时，2号车底部用于覆盖车底设备的防护罩突然脱落并击中了3号车侧壁，导致一名坐在靠窗位置的女乘客被击伤，随后脱落的部件又弹飞到接触线上并造成接触线短路停电，包括事故列车在内的3趟列车因故在运行中紧急停车，约1万5000人出行受到影响。根据事后调查，部件脱落的原因可能是检修作业时违规操作没有拧紧螺栓。这次事故是新干线历史上第二起运营方负有责任的旅客人身伤害事故。
18.熊本地震
2016年4月14日21时26分，熊本县发生里氏6.5级地震，此次地震是4月16日凌晨熊本地区里氏7.3级地震的前震。受14日的6.5级地震影响，一列由熊本站向熊本综合车辆所回送中的800系列车在九州新干线鹿儿岛线正线上脱轨，幸无人员伤亡，此为新干线历史上第五起列车脱轨事故。由于熊本列车脱线事故，加之震后九州新干线多处桥墩出现裂纹，当日九州新干线全线停运，其后受16日熊本7.3级地震影响，九州新干线至4月27日方恢复全线正常运营。