Awal pengoperasian (2001–2018)
Kereta api Jayabaya Utara tidak bertahan lama dan berhenti beroperasi pada awal 2000-an dengan alasan okupansi minim. Kemudian pada tahun 2001, diluncurkanlah Kereta api Gumarang yang mulai beroperasi pada 20 Mei 2001 dengan relasi Jakarta Kota–Surabaya Pasarturi via Gambir, sebagai pengganti Jayabaya Utara. Sedangkan, kereta api Jayabaya Selatan tetap bertahan hingga berhenti beroperasi pada tahun 2007 dengan alasan keterisian yang minim.
Sejak awal pengoperasiannya, kereta api Gumarang melayani kelas eksekutif dan bisnis dengan jam keberangkatan pada sore hari.[4]
Pengoperasian saat ini (2018–sekarang)
Seiring dengan perkembangan, kereta api Gumarang dialihkan ke Pasar Senen hingga sekarang. Karena Depo Kereta Jakarta Kota (JAKK) menerima tambahan rangkaian kereta dari depo kereta lain, maka kereta api ini beroperasi dengan rangkaian panjang bersama dengan kereta api Jayakarta, kereta api Kertajaya dan kereta api Tawang Jaya mulai tahun 2018, serta dengan KA Tegal Bahari mulai tahun 2023. Dengan membawa lima kereta eksekutif dan sembilan kereta bisnis dalam satu rangkaian, kereta api Gumarang saat itu merupakan kereta api dengan kelas campuran terpanjang di Indonesia.[5]
Per pertengahan November 2019 sebelum dimulai dengan pemberlakuan grafik perjalanan kereta api (Gapeka 2019), kereta api Gumarang (bersamaan dengan kereta api Sembrani) ini diambil alih kepemilikan operasional ke Daerah Operasi VIII Surabaya dari Daerah Operasi I Jakarta beserta rangkaian kereta pun dimutasi ke Depo Kereta Surabaya Pasarturi (SBI), yang disebabkan dua kereta baru yang dioperasikan saat berlakunya Gapeka 2019, yakni Dharmawangsa (PSE-SBI) dan Anjasmoro (PSE-JG), serta diperpanjangnya tiga layanan kereta api dari Daerah Operasi II Bandung yaitu Argo Wilis (GMR-BD-SGU), Mutiara Selatan (GMR-BD-ML) dan Malabar (ML-BD-PSE) per 1 Desember 2019.
Pada tanggal 1 Juni 2023 bertepatan dengan pemberlakuan Gapeka 2023, KA Gumarang saling bertukar rangkaian dengan kereta api Tegal Bahari, yang disebabkan rangkaian tersebut mengalami putar arah. Selesai dinas KA Tegal Bahari, rangkaian kereta panjang ini istirahat sebentar di Pasar Senen agar tidak masuk ke Depo Kereta Cipinang lagi dan langsung putar arah perjalanan menuju Surabaya pada malam hari.
Mulai 15 Juli 2025, kereta api Gumarang (bersamaan dengan kereta api Tegal Bahari) resmi mengakhiri layanan kereta bisnis dari seluruh kereta api reguler di Pulau Jawa, dan digantikan dengan kereta ekonomi generasi terbaru yang berbahan baja nirkarat yang diproduksi oleh PT INKA Madiun. Bersamaan dengan itu, kereta api Gumarang tidak lagi beroperasi dengan rangkaian panjang. Rangkaian kereta api ini terdiri dari empat hingga lima kereta kelas eksekutif, lima hingga enam kereta kelas ekonomi, satu kereta makan, dan satu kereta pembangkit.