数時間にわたって強い雨が続く「集中豪雨」をもたらしうるのは、既に述べたとおり積乱雲が世代交代するマルチセル型雷雨やスーパーセル型雷雨である。マルチセル型雷雨の分類は研究者により異なる。Bluestein, Jain（1985）はアメリカ オクラホマでの気象レーダー観測をもとに、破線（Broken line）型・バックビルディング（Back building）型・破面（Broken areal）型、埋め込み（Embedded areal）型の4種類に分類されるとした。これに対し、マルチセル・ライン（Multicell line）型とマルチセル・クラスター（Multicell cluster）型の2種に分けられるとする資料もある。小倉（1991）はBluesteinらの分類を踏まえて1980年代の集中豪雨13例を分類し、ほとんどがバックビルディング型であることを報告している。日本で発生する集中豪雨では、クラスター型も観測されているが、バックビルディング型のものが多い。バックビルディング型とは、成長期・成熟期・衰退期など異なるステージの複数の降水セル（積乱雲）が線状に並びつつ一般風の方向に移動しており、成熟期や衰退期のセルからの冷気外出流により移動方向とは反対の風上方向に新たなセル（積乱雲）が生まれるタイプのものをいう。日本の梅雨期の事例として、加藤、郷田（2001）は1998年8月上旬に新潟県下越・佐渡で起きた集中豪雨（平成10年8月新潟豪雨）を解析し、梅雨前線上の一部で対流活動が一定以上継続すると収束が生じ、風上方向に新たなセルを生む原因になると報告している。一方、その1998年下越・佐渡の集中豪雨では、降水帯の先端だけではなく側方からも積乱雲が湧き出す現象が観測された。小倉はこのタイプをBluesteinらの分類に倣ってバックアンドサイドビルディング（Back and Side building）型と名付け、瀬古（2001）、津口、榊原（2005）らがこれを論文に用い、日本で用いられるようになっている。これら2つはいずれも降水セルの長径方向と一般風の風向が近いものだが、降水セルの長径方向に対して一般風の風向が直角のマルチセルも存在する。これは一般的にはスコールラインと呼ばれるが、瀬古（2010）、草開ら（2011）は先述の名付け方に倣う形でスコールライン型と呼んでいる。
東急では、1969年（昭和44年）から当時建設していた地下鉄「新玉川線」（現在の田園都市線渋谷駅 - 二子玉川駅間）向け車両として地下線火災対策基準「A-A基準」を満たした8000系を東横線に順次導入した。しかしその後、渋谷駅から都心方面に直通運転を行う予定の半蔵門線への乗り入れにあたって、東急・営団（現在の東京地下鉄）共通の車両規格が作成された。この規格に合致させるため、路線識別用の赤帯の貼付、機器取り扱いの変更、および電動車比率の向上による先頭車の電動車化などのマイナーチェンジを図った8500系を新玉川線・半蔵門線向けとして1975年から導入することになった。1976年（昭和51年）に通勤電車の中で技術的に集大成された車両として、東急としては初めて鉄道友の会ローレル賞を受賞した。本系列は8000系のマイナーチェンジ車両であるため、登場時は8000系の一部として扱われていたが、その後増備が進むにつれて8500系と呼ばれるようになった。現在でも広義の8000系と呼ばれるグループに含まれる。本系列の登場時は新玉川線が未開業であったため、田園都市線（大井町駅 - すずかけ台駅間）や東横線に投入された。新玉川線開業時に8500系の大半の車両は同線へ転籍したが、必要車両数を確保できなかったため、1976年から8000系に前述の車両規格に対応させる改造を施し、本系列の中間に組み込むことにより必要車両数を確保した。なお、この中には8000系の先頭車も存在し、車両間の通り抜けができるように貫通幌が設置された。後に8500系の中間車が増備されると中間に組み込まれていた8000系は東横線などに戻り、1987年（昭和62年）に混成編成は解消した。また、このころは東横線と田園都市・新玉川線の間で車両の融通が頻繁に行われており、新玉川線開業後も8500系は1976年3月から1991年3月まで東横線で使用されていた。1979年（昭和54年）から始まった田園都市線 - 新玉川線 - 半蔵門線の全列車直通運転による運行範囲の拡大や、増発および編成両数の増強に伴い、1991年までに400両が導入され、東急の系列として最大の両数を占めている。また、2003年（平成15年）から開始された田園都市線（2000年に新玉川線を統合） - 半蔵門線 - 東武鉄道伊勢崎線・日光線の3社直通運転により運行範囲が広がった。この直通運転に使用される車両としても最多の在籍数である。2002年（平成14年）の新5000系投入や、2018年（平成30年）の2020系投入等により、8601F - 8612F（8606Fを除く）、8642Fと大井町線用8639F - 8641F が置き換えられ、最盛時は10両編成40本（400両）が田園都市線に集結していたものが、2019年9月現在、10両編成230両まで減少している。なお、所属は全車長津田検車区。