泉北高速鉄道線と南海高野線への直通列車に使用される。2005年10月16日のダイヤ改正後、日中データイム時に8両編成で運転される列車が激減したため、8両固定編成である同車の運用も相応に減少したが2015年12月5日のダイヤ改正で日中の運用を再開している。また、2017年8月26日のダイヤ改正では大半が8両編成で運転されるためさらに運用が増えている。現在では中百舌鳥駅 - 和泉中央駅間の折り返し運転の他、準急、区間急行などに使用されている。2015年12月5日からは女性専用車両が難波方から4両目（4号車、5600形）に、平日朝時間帯の難波行き区間急行（和泉中央駅 - 天下茶屋駅間）のみ設定されている。登場当初は線内運転のみの運用であり、南海高野線への乗り入れは1992年のダイヤ改正からである。また、高野線は今宮戎駅、萩ノ茶屋駅と、岸里玉出駅 - 浅香山駅間のプラットホーム有効長が6両編成までの対応であるため、高野線へ乗り入れる各駅停車の運用実績は無い。方向幕には高野線の行先（北野田 - 三日市町間）も収録されているが、登場時の時点で泉北車の高野線運用は消滅しているため現在も営業線での使用実績は無い。
1999年5月5日より、大阪府堺市の大阪府立大型児童館ビッグバン開館（同年6月）を記念し、館長である漫画家松本零士のデザインによる特別塗装車が5505Fに施された。車体には同館のイメージキャラクターである「ベアル」と「メロウ」が描かれていた。この塗装は当初は2001年4月位までの予定であったが、好評のため2005年に塗装を修繕し引き続き運行した。2009年に、同館開業10周年を機にこの編成の愛称を公募を開始した。6月21日に松本も臨席して愛称発表式が行われ、「ハッピーベアル」とすることが発表された。発表後、前面窓裾に愛称のロゴステッカーが貼り付けられた。2015年から進行しているリニューアル工事の影響により、2017年10月1日をもって運行を終了した。同年9月20日よりメッセージステッカーが貼り付けられ、運行終了後は10月7日開催の「せんぼくトレインフェスタ2017」会場で7000系フロンティア号とともに展示された。
座席は赤色（優先座席は灰色）のモケットを使用した4/7列ロングシートで、3000系ではパイプ製だった座席仕切りを改善、棚は網棚に戻った。また、扉開閉時のドアチャイムやドア上のLED式の情報案内表示（千鳥配置）も設置され、5501Fを除き中間車には車椅子スペースが用意された。車内案内表示器のLEDスクロールの速さは7000系と比べて少し遅めで、準急または区間急行なんば行き列車での停車駅案内では、終点のなんばも案内され（7000系の場合は一駅手前の停車駅である新今宮まで案内される）、中百舌鳥駅到着時の乗換案内に高野線の旧愛称「りんかんサンライン」が表示される。
これまで相互乗り入れ先の南海電気鉄道の車両をベースとした車両を導入してきた同社にとって初のオリジナル設計となった車両であり、同社、そして直通先の南海で唯一の8両固定編成・非貫通車である。なお、5600形（4・5号車）は電気連結器・前照灯を装備している。制御装置は同社で初めてGTO素子を用いたVVVFインバータ制御を採用、ブレーキは電気指令式、台車はボルスタレス台車となった。なお登場当初は南海2000系をベースとした制御装置であったが、後に南海1000系をベースとしたものに換装された。車体はアルミ合金製ながら白色に全塗装されている。ラインカラーは窓下に青の濃淡2本のラインが入り、窓上には濃青のラインが入っている。また、窓上のラインは運転台後方の扉の後ろの窓部分で太く斜め下に降りて窓下のラインに合流している（このデザインは後に南海電気鉄道が車体塗色を変更する際に影響を与えたと言われている）。1996年の7000系営業運転開始と同時に、先頭車側面の濃青のラインの窓下部分に「SEMBOKU」のロゴを貼り付けた。なお、5501Fの和泉中央方の4両と5509Fは東急車輛製造製、他は川崎重工業製である。
2002年11月17日、横浜アリーナでK-1を運営していたケイ・ワンの石井和義と全日本プロレスの武藤敬司が手を組み「プロレス版Dynamite!」のふれこみで旗揚げ戦を開催。運営協力にはPRIDEを運営していたドリームステージエンターテインメントがあたっていた当時、人気者になっていたボブ・サップを看板選手としてキャッチコピーは「ボブ・サップのプロレスエンターテイメントショー」。K-1と協力関係にあるフジテレビが中継権を獲得して平日19時から一時間というプライムタイムで放送。当時は既にプロレス中継がテレビ朝日の特番も含めゴールデンタイムとプライムタイムから撤退しており久々のゴールデンでのプロレス中継となった。当時、ハッスルも無くエンターテイメント性を全面的に押し出したプロレススタイルはまだ主流ではなかったため業界としても異端であった。佐竹雅昭が「Sata...yarn」と言うリングネームで登場してアブドーラ・ザ・ブッチャーと戦ったり、小島聡がコーナー最上段に登った時の決め台詞「いっちゃうぞバカヤロー」が彼の台詞と同時に電光掲示板に映し出されるなどの事象やフジテレビの中継内で実況解説含めテロップが多用されるなどの独特なエンターテイメント感を出した大会になった。視聴率は平均8.4％と目標に掲げていた二桁には届かなかった。2003年1月19日、第2戦を東京ドームで開催。鈴木宗男の秘書として当時世間を騒がせていたジョン・ムウェテ・ムルアカが登場したりK-1選手のアーネスト・ホーストがプロレスに初挑戦し「アーネスト・ビースト」なるリングネームでサップとメインイベントで戦いサップを破るなどの波乱が起きる。主催者発表観客動員数は45,371人。視聴率は前回の横浜大会より2％アップし平均10.4％。4月19日、第3戦をさいたまスーパーアリーナで開催予定だったが、1月に石井が脱税容疑で逮捕されていたことや、DSEがK-1からミルコ・クロコップを引き抜いたことにより、両社の関係が悪化したこともあり中止になっている。DSEはWRESTLE-1を引き継ぐ形で2004年から独自にハッスルというプロレスイベントを立ち上げた。しかし批判されがちな大会ではあったもののPRIDEやK-1で活躍する選手がプロレスを行うことで得たものも多かった。特にケビン・ランデルマン、マーク・コールマン、ヒース・ヒーリングらに関しては非常に評価が高く総合格闘技以外でも対応できるところを見せた（後のハッスルでも参戦し活躍している）。