田園都市線の起点である渋谷駅には引き上げ線が存在しないため、高い列車密度と相まって同駅での折り返し運行は難しく、ほとんどの列車は半蔵門線との直通列車として運行されている。
一方で、平日夕ラッシュ時は列車密度が高く、現在も全列車が半蔵門線直通で運転されている。このため、渋谷駅からの下り列車は半蔵門線内から混雑した状態で到着する状況である。
列車種別.
東横線とは異なり、定期運転の特急列車が設定されたことはない。大井町線直通列車については該当の節を参照。
急行.
沿革.
あざみ野駅・南町田グランベリーパーク駅には運転開始当時は停車していなかった。
準急.
沿革.
各駅停車.
種別表示は基本的に青色で表記される。車両側の表記は基本的に「各停」であるが、半蔵門線内では東京メトロの方針により「各駅停車」と表示される（フルカラーLED案内表示器搭載車両のみ）。
田園都市線は営業距離が長く、待避設備が多いため、急行・準急に抜かれずに終点まで先行する各駅停車は早朝・深夜のみとなっている。
大井町線直通列車.
急行.
各駅停車.
早朝・深夜帯のみ、鷺沼車庫に入出庫する列車を活用して大井町線直通の列車が運転されている。全列車が二子新地駅・高津駅に停車する青各停のみの運行で緑各停は運行されない。
廃止された種別.
快速.
臨時列車.
多摩川花火大会の臨時ダイヤ.
行楽期の臨時列車.
田園都市線では、こどもの国線が開業した後しばらくは行楽期にこどもの国行き直通快速を運転するなどこどもの国に関連した臨時列車を度々運転してきた。例えば、以下の列車である。
近年に運転された臨時列車は下記の通り。
駅一覧.
旧新玉川線の駅カラー.
各駅の壁面は白色と駅カラーの交互となっているが、階段寄りは駅カラーの割合が多く、離れるに従って白色の割合が増えている。このことにより、各駅でのより近い階段などへ移動する際に移動すべき方向がわかるようになっている。
駅カラーの設定には「地下駅であるため乗客が周囲の風景から駅を特定できないので壁面の色を見ただけでどこの駅かすぐわかるように」との意図がある。
使用車両.