都営地下鉄三田線

当初の計画

本路線の建設は、1957年（昭和32年）の建設省告示第835号「東京都市計画高速鉄道網」において5号線（現在の東京メトロ東西線）の分岐線として示された大手町 - 下板橋^{[注釈 4]}間の計画が元となっている。当初は帝都高速度交通営団が事業者となり、建設および開通後の営業を担当する予定であった。1960年（昭和35年）3月ごろより、5号分岐線の建設が具体的に検討され始めた^[42]。この路線は都電の水道橋線（新常盤橋 - 春日町間）、白山線（春日町 - 白山上間）、巣鴨線（白山上 - 巣鴨車庫間）および板橋線（巣鴨車庫 - 旧・下板橋間^{[注釈 5]}）とほぼ重なるルートで^[43]、18系統（神田橋 - 志村坂上間）・35系統（田村町一丁目^{[注釈 6]} - 巣鴨車庫間）が運転されているため、東京都交通局による建設・営業が望ましいとされた。

1962年（昭和37年）1月に開かれた首都圏整備委員会・建設省・運輸省による会談において、5号分岐線の建設が正式に決定。続いて運輸大臣・東京都知事・営団総裁による会談が開かれ、都交通局による事業化が内定した^[42]。

同年6月8日運輸大臣提出の都市交通審議会答申第6号において分岐線は6号線として切り離され、5号線について営団が、6号線について都交通局が建設・営業する方針が正式に決定された。6号線は西馬込方面より五反田・田町（三田駅）・日比谷・春日町（当時の都電水道橋線・白山線停留場名。開業後の春日駅）・巣鴨および板橋区大和町（やまとちょう。当時の都電志村線停留場名。開業後の板橋本町駅付近）の各方面を経て、東武東上線上板橋駅および志村（当初は都電志村線の志村橋終点^{[注釈 7]}付近を想定。後に現・高島平駅に変更。）付近の各方面へ至る路線として示された。軌間は1435 mm（標準軌）を採用し、西馬込駅 - 泉岳寺駅間と馬込検車場（現・馬込車両検修場）は1号線（現・都営浅草線）と共用する予定であった。

東京急行電鉄・東武東上線との相互乗り入れ計画

1962年10月には6号線について、東京急行電鉄（現・東急電鉄）および東武鉄道（東上線）との直通・相互乗り入れ運転計画が検討された。6号線の軌間を1067 mm（狭軌）に変更し、東急側は泉岳寺駅から別線（仮称・東急泉岳寺線）として建設予定であった桐ケ谷駅まで、途中駅を五反田駅のみとして延伸し、池上線を経由して（旧）田園都市線^{[注釈 8]}と接続した上で直通運転、東武側は上板橋駅で6号線と接続した上で埼玉県方面と直通運転する計画が提示された。軌間変更を打診された都交通局はこの計画に難色を示したが、運輸省による調整にて6号線のうち泉岳寺 - 西馬込間のみを、既に押上 - 人形町間で開通していた1号線（浅草線）延長区間に編入して標準軌で、残りの区間を東急・東武相互乗り入れ対応として狭軌で建設することが決定された^[42]。

しかし、東武から「大和町駅（やまとちょうえき・板橋区） - 上板橋駅間は運転需要対応困難である上、上板橋駅を乗り入れのために改良する余裕がない。」との申し入れがあったことを受けて、1964年（昭和39年）1月31日^[44]に同区間の建設を取りやめて、志村駅から埼玉県北足立郡大和町（やまとまち。現・埼玉県和光市）の東武東上線大和町駅（やまとまちえき、現・和光市駅）まで延伸して接続した上で相互乗り入れを行う計画に改訂された。東急は前述の泉岳寺線を、東武は志村駅 - 大和町駅間の連絡線（東武東上支線。板橋区が1969年（昭和44年）3月に実施した住居表示により高島平の町名が発足し^[45]、同年8月に都営地下鉄6号線志村駅が高島平駅に改称されてからは仮称・東武高島平線として予定されていた。）を建設するという内容の各社分掌も盛り込まれた。この合意に基づき、同年11月には3事業者により「6号線建設および相互直通運転に関する覚書」が締結された。この間、都交通局は1964年3月に大手町 - 巣鴨間の地方鉄道敷設免許について営団からの譲受を申請した^[11]。さらに同年10月に泉岳寺 - 大手町間および巣鴨 - 志村間の免許申請を行い、3区間とも認可され、同年12月18日に泉岳寺 - 志村間の地方鉄道敷設免許が交付された^[42]。東京都（交通局）は、営団地下鉄へ567万4,250円を支払うことで譲渡を受けている^[11]。

一方、軌間変更により都交通局では馬込検車場の共用ができなくなったことから、6号線専用の車両基地が新たに必要になり、公団住宅蓮根団地西側の用地を蓮根検車場として使用する計画を追加したが、後に志村検車場（現・志村車両検修場）の設置に変更された（計画変更の経緯は後述）。

上記の経緯から、都交通局と東急は建設計画について歩調を合わせる考えを示し、また都交通局と東武はATSを共同で開発するなどの協力体制が採られた。その上で都交通局は6号線（三田線）について車体寸法や保安装置などの面で東武鉄道の規格を踏襲する「6号線直通車両規格」を制定し、直通運転実施路線は東武東上本線・東武東上支線（高島平線）・都営三田線・東急泉岳寺線・池上線・大井町線・田園都市線（未成線以外は2019年現在の線路名称による）となることが一度は決定した。

ところが、翌1965年（昭和40年）1月に東急は突如として6号線（三田線）への乗り入れ計画を中止する意向を示した。距離的にも時間的にも乗客の利便増進に資するものではないという東急の経営判断によるものであった。東急はその代替として営団3号線（銀座線）^{[注釈 9]}への乗り入れを目指す計画に変更したため、泉岳寺線計画は撤回された。これにより6号線（三田線）南側の直通運転計画は宙に浮いた。

三田駅以南の計画が定まらないまま、都営地下鉄6号線は東武東上線との相互乗り入れを準備しつつ、当面の間志村（高島平）駅 - 三田駅間のみで営業することになり、1968年（昭和43年）から1973年（昭和48年）にかけて開通した。1968年12月の巣鴨 ‐ 志村間開通時に導入された6000形の行先方向幕には志木・大和町・上福岡・川越市など、東武東上線相互乗り入れを想定したコマも含まれている^{[42][注釈 10]}。しかしその数年後には東武鉄道も、都心へ向けて大きく迂回するルートであること、および池袋駅に乗り入れないため、東武百貨店をはじめとした池袋地区の開発に資さず、東上線にとっての線増効果をもたらさないと見込まれることを理由として、営団8号線（有楽町線）^{[注釈 11]}に乗り入れ先を変更する旨を都交通局に通知した^{[44][46][注釈 12]}。この件で都交通局は東急・東武に対して抗議を行ったが、結局は両社の意向に押し切られた。

高島平駅 - 西高島平駅^{[注釈 13]}間は前述の通り東武高島平線であったが、都交通局が高島平西部へのアクセス路線として1972年（昭和47年）12月21日に東武鉄道から免許を譲り受け、着工・延伸することになった。なお、東京都の都市計画ではその後も西高島平 - 和光市間（3.3 km）の都市高速鉄道第6号線は廃止されておらず^[47]、現在も西高島平駅から都県境までの計画区域が残ったままとなっている（埼玉県側については不明）。

新たな延伸計画とその撤回

1972年（昭和47年）3月1日運輸大臣提出の都市交通審議会答申第15号において6号線の新たな延伸計画が立てられ、「桐ヶ谷方面－大和町（和光市）方面^{[注釈 18]}」が「大宮市西部…浦和市西部－戸田市西部－高島平－清正公前（現・白金高輪駅）…港北ニュータウン（横浜市）」に改められ、和光市駅－高島平駅間の東武高島平線計画は正式に撤回された。1971年に発表された当初の港北ニュータウン計画では、都営地下鉄6号線を西馬込から港北ニュータウンを経由して中山駅まで延伸する計画が盛り込まれていた。計画書には横浜市営4号線とともに東京6号線が鉄道計画の根幹をなしており、相当に具体的な駅の設置場所とともに東京6号線の延伸が必須であるという書き方がなされている^{[注釈 19]}。 しかし1985年（昭和60年）7月11日の運輸政策審議会答申第7号において、この計画は目黒駅止まりとなり、東急目蒲線と相互乗り入れを行うことが決まり、同時に三田線の港北ニュータウン延伸計画は撤回された^{[注釈 20]}。この決定を受けて、以前制定していたが事実上廃止となった「6号線直通車両規格」とは別の「相互直通運転における東急目黒線・南北線・三田線との直通車両申し合わせ事項」と称する新たな直通車両規格を、都交通局他2者^{[注釈 21]}において新たに制定した。

一方北側については、1976年（昭和51年）5月に開業した西高島平駅から北進し、荒川を橋梁で渡り^{[注釈 22][注釈 23]}、新大宮バイパスの上下線間にあった当時未開通の自動車専用道路予定地を活用して北上し^{[注釈 24]}、国鉄武蔵野線西浦和駅を通り^[49]、大宮市西部（現在のさいたま市西区）まで延伸するという計画が立てられた。しかし、都外への延伸は沿線自治体議会の理解を要することや、1985年9月30日の国鉄埼京線開業の影響もあり^[48]、上記の運輸政策審議会答申第7号でこの計画は削除され、1990年以降同ルートには首都高速5号池袋線の延伸区間と首都高速埼玉大宮線が順次開通した。

全線開通、東急目黒線との相互乗り入れ実現

以上の経緯を経て、東急との乗り入れは当初計画の泉岳寺線・池上線・田園都市線（後の大井町線）から目黒線へと、対象路線は変わったものの実現することとなった。これを受け、東京都交通局では1989年（平成元年）3月30日に三田 - 清正公前（仮称時・現在の白金高輪）間 1.7 kmの第1種鉄道事業免許を、清正公前 - 目黒間 2.3 km は第2種鉄道事業免許の申請を行い、同年5月24日に事業免許を取得した^[50][18]。この免許交付時点で、目黒延伸は1995年（平成7年）10月開業予定とされていた^[15]。各種手続きを経た、1992年（平成4年）7月17日に延伸区間の建設工事に着手した^[50][18]。

合わせて、三田線は開業から20年ほどが経過していることから、前述の直通車両規格を定めた上で^[15]、三田線の保安装置ATC化・列車無線の更新・乗り入れ車両は8両編成とするなどが盛り込まれた^[15]（ただし、目黒開業時点での8両編成化は見送られた）。

なお、1964年（昭和39年）12月に取得していた泉岳寺 - 三田間の地方鉄道敷設免許は、1972年（昭和47年）に清正公前 - 三田間に変更する起業目論見変更申請の状態となっていたが^[15]、清正公前以南の路線ルートが正式に決まっていないことから、処分保留となっていた^[15]。前述の免許取得と同時処分により、前述した泉岳寺 - 三田間の第一種鉄道事業免許の廃止許可と、起業目論見変更申請は交通局に返付された^[15]。

当初は1995年度の開業を予定（前述）していたが、建設工事の遅れから1997年度→1999年度、最終的には2000年度（2000年秋）まで延期した^[50][51]。2000年（平成12年）1月24日にはトンネル完成式およびレール締結式が実施された^[50]。最終的に東京6号線は西高島平駅 - 目黒駅間の路線として、2000年9月26日に全線開通した。

なお、乗り入れに先立って1999年（平成11年）12月3日に保安装置をT形ATSからATC方式に切り替え^[52]、列車無線を誘導無線（IR）方式から空間波無線（SR）方式に切り替えた。2000年（平成12年）4月からは自動列車運転装置（ATO）を使用開始^[52]したほか、乗り入れ直前の9月22日からは車掌乗務を省略したワンマン運転を開始した^[52]。ワンマン運転時のホーム上の安全確保のため、全駅にホームゲートを導入したことで各駅の停車時分が増加するが^[52]、ATCの導入による最高速度を向上（70 km/h→75 km/h） させることで、従来からの運転時分を確保した^[52]。

港北ニュータウン地区への鉄道建設についても、2008年6月22日に乗り入れ先の東急目黒線列車運転区間が武蔵小杉駅から日吉駅まで延伸され、同駅にて連絡する横浜市営地下鉄グリーンラインが港北ニュータウンを抜けて中山駅までを結ぶという形で実現された。

なお、営業区間確定前の東京都の公式文書において、三田線の正式な起点は上記の理由から泉岳寺駅となっていた。そのため関係官庁に届け出る文書では未成線である泉岳寺駅 - 三田駅間を加えた実キロ数が記入していたものもあったが、目黒開業時までに正式起点を目黒駅に改め、実キロ数も泉岳寺駅起点のものから目黒駅起点のものに書き換えられた。

編成の増強と相模鉄道への乗り入れ実現

東急目黒線は、2023年3月18日に開業した東急新横浜線・相鉄新横浜線を経由して相鉄本線・相鉄いずみ野線への直通運転が開始されている。後述するように乗り入れ対応の車両である6500形の導入計画を有している。また、東急目黒線の武蔵小杉駅の乗降客数の著しい増加と、新規に乗り入れる予定の相鉄に合わせて、この乗り入れ開始時までに三田線の8両編成化が計画されており、地上設備についても8両編成対応に順次改修を予定している^{[53][54][55][56]}。

6300形3次車については、相鉄直通対応工事を実施する予定との報道が2018年にあった^[57]が、その後2022年にコスト高などを理由に消極的と報道された^[58]。

相鉄側では21000系が目黒線・三田線・南北線・埼玉高速鉄道直通対応として製造され、東急側でも3020系^[59]を新造しており、また東急目黒線所属の既存車両（3000系と5080系）も8両編成化して相鉄直通対応を実施した。また、都交通局の車両においても8両編成の新型車両6500形を13本導入している^[60]。

2019年の段階では、東急新横浜線側への乗り入れを先行して調整し^[61]、その調整の終了後に改めて相鉄・東急・東京都交通局の3者間で乗り入れ協議を行った。相鉄 - 東急 - 都営地下鉄の3者直通列車運転も終日行われる^[62]が、都交通局側では6500形の投入が行われてはいるものの、落成時点では6500形は相鉄直通対応ではない（列車無線の台座や、転落防止幌の台座の用意^[63]といった相鉄線直通対応準備工事のみ実施）ことから、相鉄側では当面は片乗り入れとし、運用する車両も、6500形の対応工事実施までは東急車と相鉄車のみとなる。

これに先立ち、都交通局では相鉄との相互乗り入れの準備として、「ダイヤ作成支援システム三田線 相鉄線乗入れ改修委託」を日立製作所と随意契約の上で見積をしていることが2020年12月に明らかとなった^[64]。また、2021年には相鉄21000系第1編成が、まずは東急に貸し出されて各種試験を実施し、元住吉検車区や東急目黒線への入線試験を実施した後に、三田線にも入線試験を実施した。三田線入線試験実施期間中は志村車両検修場に留置していた^[65]。

地下区間

地下区間の建設にあたっては、首都高速道路^{[注釈 25]}やほぼ全区間にわたって共同溝の計画、また地上道路の立体交差（高架橋方式の橋脚またはアンダーパス道路）の計画があり、三田線トンネルと競合しないよう配慮した構造とした^[68]。

志村坂上 - 千石間は中山道・白山通り（国道17号）の道路下を、白山 - 神保町間は白山通り（都道301号）の道路下を、大手町 - 三田間は日比谷通りの道路下を、開削工法によって建設した^[69][70][71]。道路下から大きく外れる千石 - 白山間、神保町 - 大手町間は民有地の地下を通過することから、シールド工法（後述）によって建設した。巣鴨駅の南側では、駅前の巣鴨橋（国道17号が山手線・山手貨物線を跨ぐ橋）が三田線の建設工事に支障することから、橋の架け替えが実施された^[68]。

大手町駅（厳密には日本橋川の神田橋付近）から日比谷駅にかけては千代田線との並行区間（同時施工・営団が東京都から受託施工）となっており、日比谷通りの地下を千代田線は東側、三田線は西側（皇居側）を通っており、両線のトンネルが一体構造となっている^[72]。日比谷通りの幅員の制約により、千代田線と三田線の駅を並べて設置することはできないことから、約2 kmの並行区間に約500 m間隔で駅を設置することとし、北から南にかけて千代田線大手町駅、三田線大手町駅、千代田線二重橋前駅、三田線日比谷駅、千代田線日比谷駅が交互に設けられている^[72]。

当初終点であった三田駅は地上用地の制約から、行き止まり駅ながら上下2段式のホーム構造で、折り返しには芝公園駅の三田駅寄りに設置した両渡り分岐器を使用して単線並列運転を行っていた^[71]。これは泉岳寺方面への延伸を想定した暫定的なものとしたが^[71]、この状態は目黒方面の延伸まで約27年間続いた。

一部区間ではシールド工法や特殊な工法を採用している^[68]。

シールドトンネル区間

• いずれも圧気工法を使用し、白山シールドと西神田シールドは人力による手掘り式シールド機械^[70]、錦町シールドはシールド機械の最下段にロッカショベルを備えた半機械掘り式シールド機械を使用した^{[注釈 26]}。
• 千石 - 白山間の白山工区の延長836.85 mのうち773.35 m（白山シールド）^[73]。シールド機外径10.72 mの大断面複線シールド^[73][74]。
  • この区間には、三田線に沿って通る旧白山通り（国道17号）があるが、鉄道の曲線と合わないこと、交通量が多く車線規制を伴う開削工法ができないことから、東寄りの住宅街の地下をシールドトンネルで通過している^[73]。千石駅から南東方向へ向かい、国道17号を横切って東側の住宅街の地下を通り、白山駅の手前で国道17号を横切って同駅に至る^{[73][注釈 27]}。
  • この区間は地下水が豊富な場所であり、地上への影響を避けるため慎重な工法が求められた^[73]。このため、先行して両端からパイロットトンネル（直径2.6 mのシールドトンネル・先導トンネル）を施工して地下水位を低下させてから本体シールドを施工した^[73]。
• 水道橋 - 神保町間の西神田工区の延長631.0 mのうち402.0 m（西神田シールド）^[75]。シールド機外径7.2 mの単線並列シールド^[75]。
  • 白山通り（都道301号）三崎町交差点から神保町交差点手前までの単線並列シールドで、地上道路は交通量が非常に多いことや病院・学校が密集している地域であることから、シールド工法で施工した^[75]。
• 神保町 - 大手町間の錦町工区の延長423.843 mのうち344.843 m（錦町シールド）^[76]。シールド機外径10.72mの大断面複線シールド^[76][74]。
  • 学士会館裏手にある東京都交通局錦町変電所・換気所下 - 神田橋手前付近（神田錦町）^[76]。シールド通過地点の近くにある複数の地上ビルには、建物防護工を施工した^[76]。

凍結工法（河底横断箇所）

• 水道橋駅の南側、水道橋下・神田川河底部（延長39.0 m）では両岸にケーソン（潜函）を沈下させ、その間約23.0 mを凍結させることで掘削した^[77][74]。
• 神保町 - 大手町間、神田橋工区の日本橋川河底部・延長83.2 m^[78]。半径170 mの急曲線に位置する場所で、施工区間に立坑3基（総延長20.6 m）を建築し、その間を凍結させることで掘削した^[78]。この場所は神田橋・首都高速都心環状線神田橋出入口（外回り出口）の真下にあたる^[78][77][74]。なお、三田線と並行する千代田線も同様の凍結工法で施工している^[79]。
• 芝公園駅の南側（芝公園駅A1・A2出口への連絡通路含む）、芝園橋下・古川河底部（延長55.0 m）では、凍結工法併用水平鋼管矢板圧入工法（後者はアーマー工法とも呼ばれる）を採用した^{[80][77][81][74]}。これは当工区の西側（上流側）に古い下水道管があることと東側（下流側）にはガス管があり、そのまま凍結工法を施工した場合、下水管・ガス管が損傷するおそれがあるためである^[77][80]。また、三田線トンネルの建設と並行して、西側には共同溝が同時施工されている^[81]。
  • 両岸に立坑を建設して河底を凍結させ、三田駅側の立坑から特殊圧入機（油圧ジャッキ）を使用して直径26.7 cmの鋼管（アーマー管）を河川横断部33 m（6.6 m長を5本溶接）に渡って連続圧入し、これをトンネル掘削の支保工とするものである^[81]。また、河川横断部の凍結させた地盤の支持、また河底からの水の浸水防止を図るものでもあり、さらに支保工として上床板から下床板に向かってトンネルを構築する逆巻工法で施工した^[80][77][81]。鋼管（アーマー管）は三田線トンネル・共同溝上部に53本（幅18.408 m）、左右側部に33本ずつ（天地方向11.682 m）、計119本が圧入された^[80][81]。

三田 - 白金高輪間

延伸区間のうち、白金高輪 - 目黒間および共同使用駅となる白金高輪駅の建設・設計は営団地下鉄（当時）に委託した^[82]。東京都交通局では上下2段の開削トンネルを施工する芝工区（延長150 m286）と上下2段のシールドトンネルを掘削する三田シールド工区（延長1,310 m）を施工した^[82]。

芝工区は、三田駅の白金高輪寄り 42 m の改造工事と、地上には多数のビルが立ち並んでおり、建設工事に支障する中層ビル8棟をアンダーピニング（下受け）しながら上下2段の開削トンネルを構築する普通部108 mから構成される^[82]。

三田シールド工区は、白金高輪から三田駅方面に向かって2本のシールドトンネルを施工する区間である^[82]。技術の進歩によりシールドマシンは機械式の泥水加圧式シールド機2基が使用され、掘削区間には半径160 mの急曲線、35‰の急勾配があり、これらに対応した中折れ機構を備えている^[82]。この区間は民有地の地下を通過すること、また通過する地上道路（港区特別区道第1024号など）の道幅が狭いことから、上下2段の単線並列（縦列）シールドトンネルで施工した^[82]。

地上区間

志村坂上駅より北西側、西高島平駅までの区間は地上高架線となっていて、三田線は都営地下鉄の路線で最長距離の地上区間 (5.1 km) を持つ。志村坂上駅 - 志村三丁目駅 - 蓮根駅 - 西台駅の間ではS字カーブが連続するが、これは本路線の計画段階において、志村地域のルートが幾度も変更された名残りである。

1962年（昭和37年）に都市交通審議会答申第6号で示された北側の終端「志村」へ至るルートは、当時営業中の都電志村線（41系統）を踏襲する形で、現在の志村坂上駅からそのまま中山道を北上し、板橋区長後二丁目（現・坂下二丁目）で新河岸川に架かる志村橋の手前へと至るものであった^[83]。ところが、その後埼玉県方面^{[注釈 28]}への延伸を検討した際、志村坂上から北上して地下方式のまま河川をくぐり抜けるためには勾配が急になり過ぎることと、新河岸川・荒川の河川下工事が地質上困難で莫大な費用が掛かることが判明した^[83]。このため、志村坂上以北は地上に高架線を建設して、河川を橋梁で越えるように計画変更を目論んだが、中山道沿いには支障物件が多かったため、ルートを西側に変更して、現在の志村三丁目駅 - 蓮根駅を経由し、そのまま北上して蓮根三丁目の蓮根橋手前へ至り、そこに「志村駅」を設置する案が策定された。^[83]

その後1964年（昭和39年）に「志村駅」における6号線と東武東上線の相互乗り入れ計画が盛り込まれ、翌1965年（昭和40年）には板橋区土地区画整理事業により、旧徳丸ヶ原水田地区に大規模団地を造成する方針が決定した^[83][84]。これにより増加が見込まれる地域住民のアクセスの便を考慮し、また先述の計画変更で取り止めとなった馬込検車場使用計画の代替として、公団住宅蓮根団地の西側、志村西台町（現・高島平一丁目付近）に建設を予定していた車庫へ向かう引込線用地の一部を本線に転用し、車庫建設地を同町内北部（現・高島平九丁目に位置する志村車両検修場）に再度変更した上で、西台駅 - 高島平駅に至る現在のルートを形成することになった^{[83][注釈 29]}。以上の経緯により、地上区間において連続する急カーブが設けられることになった。

S字カーブ区間の最小曲線半径は、志村坂上 - 志村三丁目間が298メートル（制限速度60 km/h）^[69]、志村三丁目 - 蓮根間が211メートル（制限速度50 km/h）^[69]、蓮根 - 西台間が162メートル（制限速度40 km/h）^[69]となっている。また1976年（昭和51年）5月6日開業の高島平 - 西高島平駅間は一部を除きスラブ軌道となっている。

駅別1日平均乗降人員

2024年度の都営三田線の停車駅の中で最も1日の平均乗降人員数が多い駅は大手町駅であった^[91]。

東京都交通局の車両

• 6500形（8両編成）

  2022年（令和4年）5月14日より運用開始^[33][60]。

• 6300形（6両編成）

  1993年（平成5年）6月23日より運用開始。

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  6300形
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  6500形

乗り入れ車両

東急電鉄

• 3000系（8両編成）- 2025年よりリニューアル工事が開始され、車体カラーは3020系ベース、車内は2020系に準じた内装に変更された^[95]。リニューアル第1編成は2025年10月2日から運行を開始した^[96]。
• 3020系（8両編成） - 2020系をベースにした車両で相鉄・東急新横浜線開業に備えた。
• 5080系（8両編成）

• 
  3000系（未更新車）
• 
  3000系（リニューアル車）
• 
  3020系
• 
  5080系

相模鉄道

• 21000系（8両編成）

• 
  21000系

共用区間走行車両

東京地下鉄（東京メトロ）

• 9000系（6・8両編成）

• 
  9000系（1-4次車）
• 
  9000系（B修工事施工車）
• 
  9000系（5次車）

埼玉高速鉄道

• 2000系（6両編成）

• 
  2000系

列車番号と車両運用

どの列車がどの車両で運転されるかは列車番号の末尾アルファベットで区別されており、「T」が都交車両（21T - 89Tの奇数番号）、「K」が東急車両（01K - 48K）、「G」が相鉄車両（31G - 43G）^[97]となっている（「S」は東京メトロ、「M」は埼玉高速）。 なお、東急車・相鉄車の運用は、三田線運用と南北線運用とで別々に組まれ、奇数番号（東急線内基準）が三田線運用、偶数番号（同）が南北線・埼玉高速線運用となっている。そのため、奇数番号と奇数番号＋1の偶数番号（例：35Gと36G）を同一車両で運転されていることから一部の運用番号が欠番となっている。

列車番号は『MY LINE 東京時刻表』（交通新聞社）にも掲載されている。

三田線内では南行列車（目黒・日吉方面）の列車番号は偶数番号となっており、例えば「21T」運用では北行列車（西高島平方面）は「xx21T」、南行列車は「xx20T」となる。

東急線内の列車番号は6桁の数字で表記され、上3桁が運用番号を表している。400番台が都営車両・200番台が東急・600番台は相鉄の車両となっており（300番台は東京メトロ・500番台は埼玉高速鉄道車両）、例えば「31T」運用の場合は東急線内では「431」となる。

各事業者間の走行距離調整の関係上、東急・相鉄両者の車両は東急線に乗り入れない列車にも使用されており、高島平 - 西高島平間の短区間列車にもそれぞれの車両が充当されている。