PT Kereta Api Indonesia merupakan Badan Usaha Milik Negara di bidang transportasi kereta api yang memiliki tiga kegiatan bisnis utama yaitu layanan angkutan penumpang, layanan angkutan barang, dan pengelolaan aset. Berdasarkan keputusan menteri BUMN Nomor 1 Tahun 2011 (PER-01/MBU/2011) mengenai tata kelola perusahaan yang baik atau Good Corporate Governance (GCG) di BUMN, PT Kereta Api Indonesia telah menerapkan prinsip GCG dalam bentuk IT Governance. Framework IT Governance yang digunakan adalah COBIT 4.1 dengan maturity level sebesar 3.2 (define). Berdasarkan wawancara yang dilakukan kepada Manager IT Operation, proses Incident dan Problem Management masih belum efektif dan mengakibatkan adanya insiden yang kembali terulang. Hal ini menunjukan belum tersampaikannya nilai utama dari layanan layanan milik perusahaan kepada pengguna layanan IT karena adanya insiden yang menghambat kinerja layanan atau masalah yang besar hingga jalannya layanan benar benar berhenti. Untuk meningkatkan kualitas layanan dengan cara penanganan insiden dan pencegahan masalah secara tepat, PT Kereta api dapat menerapkan ITIL Versi 3 domain Service Operation.
Perancangan Service Operation meliputi proses incident management, Problem management, dan perancangan fungsi Service Desk sebagai single point of contact layanan TI. Proses perancangan sendiri dilakukan di layanan angkutan penumpang, khususnya di layanan Rail Ticketing System (RTS).
Hasil perancangan Service Operation dengan framework ITIL Versi 3 pada layanan angkutan penumpang PT Kereta Api Indonesia berupa dokumentasi prosedur untuk Incident Management, Problem Management, dan rancangan arsitekur teknologi untuk Service Desk yang merupakan bentuk rekomendasi bagi PT Kereta Api Indonesia.
Kata kunci: ITIL Versi 3, IT Governance, Service Operation, Incident Management, Problem Management, Service Desk