Zum Einsatz kamen anfangs zwei Zuggarnituren mit je sechs und eine Komposition mit 10 Wagen, wobei letztere mit zwei Lokomotiven als Sandwich gefahren wurde. Der 10-teiler erreichte Nürnberg nur einmal täglich, wobei die Hinfahrt früh morgens über Treuchtlingen erfolgte. Nach der Rückfahrt über die Schnellfahrstrecke pendelte er dann zwischen München und Ingolstadt.

Zum Fahrplanwechsel im Dezember 2013 wurde das Konzept überarbeitet und etwas bedarfsgerechter gestaltet. Die 10-teilige Garnitur wurde aufgelöst und deren Leistungen zwischen München und Ingolstadt von Doppelstockzügen, bespannt mit der Baureihe 111, übernommen. Neu fahren die 101er nun ab Nürnberg den Allersberg-Express sowie einige Verstärker an Freitag bis Sonntag.

Nachdem bereits im Juni 2020 die Leistungen des Allersberg-Express von der Baureihe 1440 der S-Bahn-Nürnberg übernommen wurden, endete der Einsatz der Baureihe 101 am 4. Mai 2021. Seit diesem Zeitpunkt wird der München-Nürnberg-Express von den neuen Loks der Baureihe 102 (Typ E109 von Skoda) von DB Regio gefahren.

Im Juni 2024 sollen die IC-Garnituren zum München-Nürnberg-Express zurück kommen. Dafür wird DB Regio Bayern zwei Loks der Bauriehe 101 von DB Fernverkehr übernehmen und in der Regiowerkstatt Nürnberg beheimaten.