営団500形電車
300形
1954年（昭和29年）の丸ノ内線池袋 - 御茶ノ水間開業に際して1953年（昭和28年）に落成した両運転台構造車。車両長18mの車体に片側3つの両開き式の客用扉を持ち、ドア間に5枚（内戸袋窓2枚）、車端部に2枚（内戸袋窓1枚）の天地が大きめ（開閉窓で1m）の窓が配される。幅は2,800mmで、銀座線の16m級、2,600mmと比べ一回り大きくなっている。
汽車製造、日本車輌製造、近畿車輛、川崎車輛で一挙に製造された。
開発にあたっては、外観デザインや細部の意匠、スポッティング機構を備え加速時の衝動の少ないシーケンスドラム（順路開閉器）によるABS単位スイッチ式多段制御器、低電圧高定格回転数仕様で軽量のモーターと軌道破壊の少ないWNドライブを組み合わせた駆動システム、ブレーキハンドルの回転角に応じたブレーキ力が得られるセルフラップ式ブレーキ操作弁の採用で操作を容易化し、さらに締切電磁弁（Lock Out Valve：LOV）などの補助機構を併用することで電気制動との同期・連係動作をスムーズに実現可能とするSMEE電磁直通ブレーキシステムなど、主要機器の原型をアメリカ・ニューヨーク市地下鉄に求めた。
ニューヨーク市地下鉄では両開き扉などの当時日本では珍しかった装備を持つBMT STANDARDと称する一群を、1914年以降これを進化させた市営合併後の標準車R1-R9の各形式を1930年以降に量産していた。これらは長大な編成での運転に対応するためにUブレーキを採用するなど先進的な機構を備え、さらに1948年製のR12形以降はウエスティングハウス・エレクトリック社 (WH) 開発によるWNドライブ、ABS制御器、それにSMEEブレーキを備えた前世代とは一線を画する高性能車となった。このグループはその後、特にIRTと呼ばれる規格の小さい区間における保有車の大半を占める程の大量生産が行われ、後年ブレーキ名に由来するSMEEという名称が同市高性能車の代名詞となっていた。一般には1970年代のスプレー画によって車体全体を覆いつくすグラフィティ（落書き）や、末期の赤茶色塗装から名付けられた“Red Bird”の愛称で知られるグループである。
300形は、これら戦前から戦後にかけてニューヨーク市で設計された各形式の利点を総合的に取捨選択の上で取り入れ、車体デザインは複数形式を参考に、あらゆる角度から日本的に馴染むよう適宜アレンジを加え、一方電機品やブレーキなどは基本的にWH社の高性能車システムを、三菱電機にライセンス契約を結ばせた上で製造させて採用する方針となった。
そこで営団では、ライセンス契約の締結後、1953年にWH社から本方式の電機品一式をサンプルとして1セット輸入した。第二次世界大戦の期間を挟んで文献資料を通じていくばくかのアメリカ電気鉄道技術についての情報は日本側に伝わってはいたが、輸入され梱包を解かれたそれらの機器類を初めて実見した際、日本の技術者達はどの機器が何のために使われるものなのかさえ見当がつかないほど隔絶した、それらの機器のあまりに先進的な機構に大きな衝撃を受けたという。
だが、衝撃から立ち直った技術者たちはWH社側との質疑応答とそれらサンプルの徹底的な分析を通じて、新しい機構に対する理解を進めた。そして1953年中にはWH社純正のサンプル品と同等の動作を期待できる機器の試作品が完成した。そこで営団は1400形2両を新造してそれらのデッドコピー品を取り付け、銀座線で試験運転を開始した。
この試験は初期トラブルはあったもののおおむね成功を収め、本形式の実用化に大きく寄与した。なお、試験の終了後、試作機器を取り外された1400形は営業運転に投入するにあたって銀座線他形式と同様の吊り掛け式駆動・ABF制御・M三動弁によるM自動空気ブレーキによる在来方式の機器を新製の上で搭載しており、外された主要機器は後に本形式の309・310に転用されている。
以上のような経緯で、本形式の量産にあたってはすべて三菱電機により電装品が製造された。全形式併結可能な同一性能が求められたことから、以後900形に至るまで電装品は同じものを踏襲している。登場当時は京阪電気鉄道1800形、東武鉄道モハ5720形、東京都交通局（都電）5500形、大阪市電3000形に続く日本で5番目のカルダン駆動車であった。走行性能は起動加速度3.2km/h/s、常用減速度4.0km/h/s、営業最高速度65km/hとされている。運転台のマスコンハンドルは跳ね上げデッドマン式で、これは以後東西線用の5000系まで受け継がれている。
主電動機は三菱電機MB-1447-A/B/C（出力75kW、1時間定格回転数1,200rpm、端子電圧300V、電流280A、最弱め界磁率50%、質量800kg、最高許容回転数4,000rpm、最大許容過電圧750V）であり、連続定格回転数は1,250rpm（端子電圧300V、電流250A時）である。設計当時の日本の高速電気鉄道において一般的な吊り掛け式電動機では、1時間定格回転数が800 - 1000rpmが主流であり、また丸ノ内線と同じ第三軌条方式600V電圧の銀座線の既存車（1両2個モーター車）は端子電圧が給電レールと同じ600Vだった。本形式設計に当たり輸入されたWH社による無装架駆動を前提とした低電圧高速回転仕様の電動機は、その軽量さや整流子部の設計、電動機を発電機としてブレーキ力に変換する発電ブレーキへの最適化、それに誘導分路方式により50%の弱め界磁率を可能とする機構などを含め、三菱電機のみならず当時の日本の電鉄技術者たちに大きな衝撃を与えた。
なお、駆動装置は前述の通りWNドライブで、高速回転仕様の電動機で低い定格速度（高加速度）を実現するため、歯車比は123:17 (7.235) と吊り掛け駆動車と比較してかなり大きく設定されている。
主制御器の制御段数は力行が直列8段、並列5段、弱め界磁5段、発電制動が18段で、乗客数に応じて加減速性能を自動調整する応荷重装置（可変荷重機構）とスポッティング機構を備える。本形式以後に日本の各社が開発した高性能車と比較した場合、一見制御段数が少なく思えるが、定格速度が26km/hと非常に低いため、これでも加減速は滑らかであった。
銀座線在来車と異なりフライホイールの付いた補助電源装置を搭載、セクションでの瞬間停電はなくなった。ただし車内の非常灯は点灯する。
車体は不燃化のために全金属製とされ、全体的に丸みが持たせられた。市営化前のものを除けば無骨な折り妻ばかりで、鋼製車は最後まで一部リベット組み立ての残ったニューヨーク市に比べ、前面の意匠を始め、車体の造作はより繊細な仕上がりといえる。 当然リベットなどなく全溶接組み立てである。前面は窓3枚で、中央に貫通扉があるという、当時としてはオーソドックスな形状であった。しかし、前照灯と尾灯をセットにして窓下に2セット設置した点、中央上部に設けられた行先表示器の両側に方向標識灯を備える点、下部にアンチクライマーが取り付けられた点は外観上の大きな特徴である。方向標識灯は行き先(方面)を示すもので、御茶ノ水行きは緑茶をイメージした黄緑色に、池袋行きは池の水をイメージした水色に点灯するユニークなものであった。その後の路線延長で意味をなさなくなったため、早々に点灯は廃止されている。また、本形式では換気・送風装置としてファンデリアが採用された。これに伴い通常の屋根の上にこの機能を格納する薄い風洞部が別途載せられた二重屋根構造となっている。400形以降では通常の屋根に風洞が内蔵されるようになって形状が大きく変化したため、この二重屋根は外観上、本形式を識別するポイントとなっている。
塗装は、時の営団総裁が日本国外視察の際に入手した米国のタバコ“ベンソン&ヘッジス”の箱デザインと、ロンドンバスの赤をモチーフにして、赤地に白帯塗装、さらに白帯にステンレスのサインカーブ状の曲線を配していた。当時の鉄道車両は地味な塗装が多かっただけあって、斬新なものとして注目された。
車体や電機品の原型をニューヨークに求めたのに対し、台車に関してはニューヨークとは共通性がなく、この当時の新型台車のひとつである住友金属工業FS301が採用された。
当初は単行 - 3両編成程度で使用されたが、6両化される頃には中間に連結され、先頭に出ることはなくなっていた。そのため、行先表示器が埋め込まれたり、前面貫通扉が撤去された車両も存在していた。また、後年になって軸重過大などの理由から台車が住友金属工業FS349に換装され、さらに後年の更新時にリコ式吊り手が普通のつり革に、戸袋部分しかなかった荷棚が側窓全体上に、側面客用ドアが窓ガラス面積の小さいものに、簡易型貫通板から通常の貫通幌にそれぞれ交換されている。
301 - 330の合計30両が在籍したが、後継の02系の登場・増備に伴い、本線からは1995年（平成7年）2月28日に営業運転を終了した。また、分岐線（通称・方南町支線）からも1996年（平成8年）7月に唯一残存していた中間改造車304号車をもって営業運転を終了し、形式消滅となった。
廃車後、301号が営団に、319号が民間（千葉県のゴルフ場）に売却され、2019年現在では301のみ静態保存されている。301号は台車を原型であるFS301に戻され、一度中野工場で保存、公道から見える位置に展示された後、2002年11月21日に地下鉄博物館に陸送、2003年6月のリニューアルオープン時から1000形1001号車と並べて展示されている。ただし、1001号車のような原型復元は行われず、床下機器塗色は黒に戻されたが、客用ドアはステンレス製小窓（ただし室内壁面と同一色が塗装されている）で、前面は幌枠付き、つり革はリコ式ではなく現行のものであるなど、最末期の形態のままとなっている。
400形
1956年（昭和31年）に300形の増備車として登場した。製造メーカーは300形の4社に東急車輛製造が加わった。換気ダクトをモニタ（二重）屋根方式からシングルルーフ構造の屋根肩部への設置に変更したため、外観が異なっている。38両が製造されたが、車両番号は431 - 468と当時の銀座線車両での慣例を丸ノ内線でも適用し、下2桁が300形の続番とされている。
本形式は300形と比べて大幅な軽量化が図られ（自重40t→35t）、台車はフランス・アルストム系の設計をベースにした住友金属工業製リンク式FS309、川崎車輛製軸梁式のOK-16、スイス・シュリーレン系の近畿車輛製円筒案内式KD21と多彩であった。とりわけ、FS309に用いられたアルストム系のリンク式軸箱支持装置を持つ台車は、その後丸ノ内線のみならず、銀座線、日比谷線用としても多く製造され、長く使用された。ただし、同系のアルストム台車を大量導入した小田急電鉄や名古屋鉄道などで採用されたものは軸バネがコイルバネ1本で軸箱直上に位置しているのに対し、営団のものはコイルバネ2本で、軸箱から張り出した先に取り付けられている。台車枠の天地寸法抑制のためと思われる。
なお、輸入されたWH社製電装品は444に転用されたが、後年国産品に交換され、制御器や主電動機など一部は中野の研修所にて教材用として活用された。
その後の経緯は300形に準じるが、中間改造車は1両もなく1991年までに全車が廃車された。
廃車後に437・440・444・451・454・456・459・461・464の9両を民間へ売却。2019年現在では440の西武池袋線仏子駅付近の幼稚園、444の埼玉県川越市内の個人宅、454の千葉県いすみ市の「ポッポの丘」が現存し、451・456・459は後に解体された。437・461・464は個人に売却されたのち消息は不明である。
また、453は車両燃焼実験（実質的な解体）に使用された。
900形
1965年（昭和40年）に登場した形式。この頃になるともはや単行や2両編成はなく運転台付き車両は十分に数が足りていたために、輸送力重視の中間車となった。また500形が増備を重ね802号まで達していたため、車両番号の複雑化を避けるために第1号車が901号となった。
第1陣は、1965年に編成の6両化を進行させるために、6両が製造された。一部の機器類を車端部の箱の中に納めた以外は、500形に準じていた。後年の車体更新に際し、900形の第2陣にできる限り合わせるよう（500形の更新とは異なる）にされ、室内の番号表記が表面にアクリルを被せたプレートとなった。
第2陣は、1969年（昭和44年）に運転間隔の短縮のために907 - 918の12両が製造された。これが最後の「赤い電車」である。製造当初からアルミニウム合金製の小窓型側面ドア、アルミサッシ窓（ただし車外側は塗装。同時期の銀座線1500N形と同様）、内壁材にアルミデコラ化粧板、通常形のつり革、金属製荷棚などを装備し、これは後に他車にも普及していった。また内装も一部変更されており、室内の番号表記もプレート式となった。後年の車体更新で、化粧板の交換、無塗装のアルミサッシとなった。
900形は1994年に全廃されたが、廃車後大半の車両はメトロビアス社に売却された。詳細は#地球の裏側で第二の活躍を参照。
車内路線図について
当時の営団では原則としてドア上部の天井隅に路線図を掲出していた。しかし丸ノ内線は車内広告の需要が多いために、1983年頃から客用ドアの上部にアクリル板の路線図を設置した。ただし300形は構造上広告枠を配置することが不可能で、従来通り天井隅に紙の広告を用いていた。
1996年5月28日に西新宿駅が開業したが、この時500形はすでに本線から撤退、分岐線で残っていた車両も同年7月で運用終了することもあり、路線図を交換しないまま、新宿と中野坂上の間に西新宿のステッカーを貼付して対応した。
廃車後の活用
前述の通り、計14両の車両が日本国内で静態保存されている。状態は様々で、中には腐食が相当進行している車両もある。
最初に売却された6両は、サンプルとして454号車を三越日本橋本店入口前に持ち込み展示販売された。乗用車の販売さながらの手法は世間の注目を集め、マスコミにも「デパートで地下鉄電車を販売、価格は40万円」などの見出しで大きく取り上げられた。その後454号車は日出幼稚園が購入し、幼稚園改築工事のため、2012年8月に千葉県いすみ市のいすみポッポの丘へ移動された。
この時期はバブル期であったこともあるが、当時三越で一番大きい商品であったため、購入希望者が殺到し、抽選となった。実はこの時は廃車になった6両×4本の24両全車が売却候補に挙がっていたが、売れる見込みがないとして売却予定を6両に留め、残りの18両は早々と解体しており、実際の購入希望者の多さに営団の担当者が解体してしまったことを後悔したというエピソードも残されている。販売価格は1両40万円、車体のみ25万円で、鉄道車両としては破格の安さであった。ちなみに、本形式の新造価格はこの当時の価格に換算して1億円近いと言われる。
ブエノスアイレスからの里帰り
2014年頃より、東京メトロでは前述のマドリードからの中古車両の導入により、現地において元丸ノ内線車両の淘汰が開始されるという報告を受けて、先に長野電鉄から里帰りを果たした3000系と同様に、当系列においても「技術伝承」としての教材とするべく、既に地下鉄博物館において保存されている300形301号とは異なり、走行できる状態での当系列の保存を目指すこととし、現地で運用されている当系列の買い戻しに向けてメトロビアス社との交渉を開始した。東京メトロでは今回の里帰りの理由を「現在の電車の基礎となった価値のある形式で、現在の電車とほぼ同等の性能で走ることができ、電子機器が多い現在の電車と比べて構造がシンプル。走る・停まるという電車の基礎を学ぶ社員教育の教材に適している。」と述べている。
2016年2月に、アルゼンチンでのサイトにおいて、現地で廃車になった500形の4両 (771,734,584,752) については、東京へ里帰りさせるため、現地での売却は行わないと報じられた。翌3月には日本においても、東京メトロが現地で走行中の4両を買い戻す方向で交渉中であると報じられ、東京メトロでも交渉中である事を認めた。そして7月11日、前述の4両は航路で大黒埠頭に到着し、21・22日の未明にそれぞれ2両ずつが中野検車区に搬入された。4両という複数両の買い戻しとなった理由として東京メトロでは「静態保存ではなく、教育用として、実際に電気を流して電車が動くような状態に整備するため。」としている。また前述の通り、500形は644号までと645号以降では行先表示器左右の標識灯の有無という差異が存在するため、その両方を揃えるという目的もある。営団時代末期の方南町支線での運用時と同様の3両編成（771号［アルゼンチン仕様］-734［引退時仕様］-584号［デビュー時仕様］）を組ませ、残り1両（752号）は予備車となる。海外へ譲渡された車両が日本に戻るという極めて珍しい例であり、東京メトロでは初めてのケースとなる。この4両のうちの3両は、2017年11月27日に報道陣に公開され、同年12月10日の中野車両基地で行う地下鉄開業90周年の行事で、動態保存の状態で公開される。