鉄道省高山線（現・高山本線）の下呂延伸に際して、旧・名古屋鉄道は日本三名泉の一つに数えられた下呂温泉の観光開発の一環として高山線への直通運転を計画、1932年（昭和7年）5月に鵜沼 - 下呂間の直通運転認可を管轄省庁へ申請し、同年9月に認可された。それを受け、同年10月1日にデセホ700形2両を用いて鉄道省客車列車との併結試運転を実施、成績が良好であったことから同月8日より柳橋 - 新鵜沼 - 下呂間にて直通特急列車の運行を開始した。運行開始に先立って、デセホ750形755・756の2両を専用車両に選定、車内の中央部客用扉より半室を畳敷き仕様に改装し、「畳敷御座敷列車」として宣伝を行った。この直通列車は後年キハ8000系を用いて運行が開始された直通急行列車「たかやま」（後の特急「北アルプス」）の前身ともいうべき存在であった。翌1933年（昭和8年）10月より、直通専用車両が車内トイレ付のデボ250形に変更され、デセホ750形755・756は車内を原形に復旧して一般列車運用に転用された。その後、1940年（昭和15年）10月より直通車両が鉄道省保有のオハフ14100形客車2両に変更され、同時に運行区間が下呂以北富山まで延長された。運行形態変更に伴ってモ707 - モ710の4両が名鉄線内の客車牽引車両に指定され、名鉄線内においては客車2両をモ700形2両で牽引する4両編成で運行された。この乗り入れ列車は太平洋戦争の戦局悪化に伴って1941年（昭和16年）に廃止となるまで運行が継続された。
1927年（昭和2年）11月に開催された陸軍特別大演習の視察のため昭和天皇が名古屋地方を訪れ、名古屋から犬山地区への行幸に際して、旧・名古屋鉄道の押切町 - 犬山橋（現・犬山遊園）間においてお召し列車が運行されることとなった。今上天皇が行幸に際して国有鉄道ではなく地方私鉄を利用するのは史上初のことであり、現・名古屋鉄道（名鉄）発行の社史『名古屋鉄道社史』はこのお召し列車運行を「破格の栄光に浴した」と自評している。このお召し列車運行に際しては、同年10月に竣功したばかりのデセホ706・デセホ707の2両が充当された。同2両は動力車兼控車として用いられ、編成中間に貴賓車トク3（SC No.III）を御料車に改装した専用車両（付随車扱い）を連結し、お召し列車は3両編成で運行された。11月2日には本番と同じ運行ダイヤにて試運転が実施され、当時の旧・名古屋鉄道は2両編成以上の定期列車の運行実績がなかったことから、特に制動装置の動作などが念入りに確認された。11月20日のお召し列車運行当日は、押切町 - 犬山橋間において1往復が運行され、全行程にて当時の旧・名古屋鉄道社長である上遠野富之助が先導を務めた。その他役員以下全ての本社勤務の従業員が動員され、沿線警備などにあたった。
本形式は、1953年8月に登場した610-620-630-660の第一編成を皮切りに順次就役、宝塚線及び箕面線において急行から普通までの全列車種別に充当された。本形式は改造車ゆえに車両数に変化はなく、車体長は小型車並みの15mでも、車体幅は阪急標準車体寸法を採用して2.75mの幅広車体となったことから、定員は610形及び660形で110人、630形では115人と、種車の51形の90 - 99人、300形から550形までの92人を上回った。また編成当たりの定員も4両貫通編成で450人、2両編成×2本の4両編成で440人と、本形式の4両編成で小型車5両編成並みの輸送力を確保するとともに、老朽木造車の淘汰で安全性の向上、輸送力の増強と体質改善に大きく寄与した。こうして、本形式は宝塚線の主力車として大型車の810・600系、小型車の300・320・380・500・550の各形式とともに運用された。1956年2月に発生した庄内事件の直後の3月に本形式は全編成就役、宝塚線から51形木造車が姿を消した。その後も宝塚線の輸送力増強は推進され、小型車に続いて本形式の5両編成運行も開始された。このときは4両貫通編成から630形を1両抜いて2両編成の中間に組み込み、3両+2両で5両編成を組成している。また、4両貫通編成の中間電動車を2両とも抜いた2連が箕面線を走ることもあった。1957年に登場した1200系への機種流用に際しては、660形のうち、663,664,670の3両を除く10両のH-5-イ台車を300形から捻出されたブリル27MCB2に履き替え、H-5-イ台車を550形Mc車及び920系の制御車である950形の一部の車両に転用した。1960年代に入り宝塚線の6両編成化が進行すると再び3両化されていた4両貫通編成をもとの4連に戻し、4+2の6両編成で運用されるようになった。このとき、非貫通の610及び660が常時先頭に出るように編成の組み換えが行われている。また、この時期になると1100系や2100・2021系の増備や神戸線からの920系の転属に伴って本形式が急行運用に投入される機会は減っていたが、箕面線直通の準急運用や普通運用ではまだまだ主力として運用されており、1963年12月のダイヤ改正で小型車の宝塚線本線運用が消滅した後も、本形式は大型車に混じってこれらの運用に充当された。