所沢駅を出てすぐに左へカーブし、進路は再び北西に取ることとなる。再び盛土区間となり、東川のガードからは直線区間が続く。なお、このあたりにはかつて所沢御幸町駅が存在したが、同駅が北に移転して新所沢駅となった。東側は所沢航空記念公園が一帯に広がり、西側は一方通行であったり、狭隘であっても線路沿いに道路が設けられており、東側のマンションや大規模団地開発に際しての配慮と思われる区間でもある。新宿線内では最も新しい駅・航空公園駅に着く。市役所や所沢市民文化センター ミューズ、簡易裁判所、税務署、公共職業安定所等の主だった公共機関が航空公園駅東口周辺に移転してきたこともあり、所沢市の行政の中心とも言える。
狭山市駅を出ると、しばらく右カーブした後は直線状に走る。この右カーブの先の進路は北東となる。なお、ここから脇田信号場手前までの区間は線路がほぼ直線であるため、比較的高速運転が可能である。その後しばらく走行すると、新狭山駅に着く。
運行形態.
運転される列車種別は、後述の「列車種別」の節の通りであるが、基本的に速達列車が途中駅から各駅停車となる典型的な郊外電車型の運行形態である。
新宿線内のみを運転する列車のほかに、接続する西武の他線との直通運転が多く設定されている。
車両基地は、上石神井車両基地と南入曽車両基地、拝島線に玉川上水車両基地が設置されている。
運行本数.
列車種別.
停車駅は「駅一覧」を参照。
現在の種別.
特急.
拝島ライナー.
快速急行.
種別色は池袋線と同じ紫色。
通勤急行.
種別色は黄色またはオレンジ色である。
急行.
下り列車の田無駅から終点までは、方向幕では急行と表示されても、発車標では各停と表示される（これは後述の準急も同様）。
ほぼ終日にわたり、下り列車の拝島・本川越方面行きは鷺ノ宮駅・上石神井駅・東村山駅・新所沢駅のいずれかで（拝島方面行は朝夕のみ）、また本川越方面からの上り列車は新所沢駅・東村山駅のいずれかで特急に抜かれる。
種別色は朱色・赤文字である。
準急.
種別色は緑色である。
各駅停車.
種別色は灰色である。
過去の種別.
快速急行.
初代.
拝島快速.
また、車両の種別表示においては「拝島快速」または「快速」であった。
快速.
使用車両.
現用車両.
過去の車両.
女性専用車.