15日之前为位于山手线涩谷站和明治大道之间的港湾式四面四线高架站，并以高架方式沿着现在路线行走。途中高望东京都交通局涩谷营业所的巴士群后跨过JR线群，经过涩谷一号平交道到达代官山站。穿过涩谷隧道后进入目黑区，日比谷线在上下行线之间穿出。以高架线渡过目黑川后，随即到达高架岛式两面四线的中目黑站。月台正位于山手大道（都道317号）之上。所有日比谷线列车以本站佑天寺方向三条的日比谷线专用折返线折返。2013年3月15日以前，东横线与日比谷线以直通运行方式运转，东武伊势崎线直通日比谷线列车以及日比谷线内列车在此