当初から堺筋線への直通運転も考慮して製造されたが、7300系の堺筋線直通開始は1989年11月からである。当時の堺筋線でのMT比規定により、MT比1：1の本系列は堺筋線に乗り入れができない状態が続いていたが、堺筋線側で66系の導入を機に規定が見直され、7300系と8300系の乗り入れが可能となった。さらに7300系はワンハンドル車であり操作体系がツーハンドル車と異なるため（すでに堺筋線に乗り入れていた3300系と5300系は60系と同じツーハンドル車であり操作体系上問題なかった）大阪市交通局は運転士に対して習熟訓練を実施させる必要があったが、導入当時「運転士が、異なる二種類の操作方法を習熟しなければならないのはややこしくて面倒である」という理由で導入当時すぐに習熟訓練を実施させなかったことも遠因となっている。2019年1月時点で、8両編成は特急・通勤特急・快速急行・快速・準急・普通、千里線・Osaka Metro堺筋線の普通・堺筋準急に使用されている。行楽期には8両編成のうち2+6両編成の6両側が大阪梅田駅 - 嵐山駅で臨時運転される快速特急「さがの」や嵐山線用の6300系の4両編成の代走として線内折り返し運用につくこともある。2両編成は平日朝ラッシュの快速急行の増結用として使用される。なお、2両編成には予備車が存在しないため、検査時や故障時には2+6両編成の2両側の7300系が代走する。
7300F・7301Fは当初は各停用で6両編成であった。それぞれ後にアルミ車体の中間車2両が挿入されて8両化されている。急行の表示幕については、2200系・6000系・6300系・7000系初期車の白地に赤文字で「急行」の表示（特急の反転）とは異なり、登場時から全車黒地にオレンジ文字の表示であった。しかし、黒地に白文字の「普通」表示と区別しにくいとの苦情を受け、「急行」表示は1992年から順次快速急行と同じオレンジ地に黒文字に変更されたが、現行の京都線ダイヤでは急行は設定されていない（京都線の急行は2007年3月に廃止）。もともと7320・7321・7322は7450・7451・7452と組む1M方式の2連であったがそれぞれ7300・7301・7302と交換されている。梅田寄りに増結2両を連結する際相互に密着連結器・電気連結器が必要となるため組替えされた。1990年代に大阪市営地下鉄堺筋線用の自動放送装置を搭載する改造がなされた。1998年より、7301Fを皮切りに、検査の再塗装の際に6300系・8300系列と同様に屋根肩部分のアイボリー色の塗り分けがされるようになった。現在は全車完了している。
制御方式は界磁チョッパ制御である。1987年から製造された7306・7323・7906以降の車両は制御器がマイナーチェンジ型のES773-E-Mとなっている。1985年度以降に建造された車両については、ブレーキに遅れ込め制御が追加され、省エネ率が向上している。1986年に製造された7310は東洋電機製造GTOサイリスタ素子VVVFインバータの試験車であり、7324Fの梅田側から3両目に連結されていたが、2018年度のリニューアル工事により電装解除された。
人々が海底都市から海上都市へ生活の場を移して100年後の世界。海上都市カムチャッカで中核を担う組織・海洋庁の入庁試験で不合格になった天涯孤独の主人公・水樹マイアは、合格後の入寮を見通してそれまで住んでいた家も引き払っていたため、途方に暮れて街をさまよっていた。まもなく、マイアは逃走中の犯罪者と出くわして人質に取られ、その犯罪者を追っていた何でも屋・ネレイス社の本城レナにより、犯罪者ごとショックガンで撃たれてしまう。マイアはネレイス社カムチャッカ支店の事務所で気絶から目覚めるが、今度は犯罪者の仲間をおびき寄せるための餌としてレナに使われたうえ、住み込み社員として働くことになってしまう。この支店にはレナ以外にも変わり者の女性社員が多く、彼女たちにマイアは日々振り回されることとなった。しかし、物語が進むうちにマイアの正体が100年前に壊滅した海底都市エルピダの唯一の生き証人であることが、明らかになっていく。コールドスリープによって生き延びるもその副作用で当時の記憶を失っていたマイアは、昨年に死去した祖父（正体はマイアより60年先に目覚めていた兄）の水樹翔や海洋庁のケビン・ウェイとクレア光永により、「両親と一緒に自動車事故に巻き込まれて両親は亡くなり、自分は事故から1年間昏睡状態だった」と偽の情報を教え込まされていた。エルピダ壊滅の真相は、生化学プラントの事故でウイルスが漏れたことから発生したバイオハザードであった。まもなく、海洋都市連合にエルピダは見捨てられ、「浮上失敗事故」として隠蔽処理された。真相を漏洩されないよう、海洋庁情報局は翔にその口外を固く禁じたうえ、マイアを監視することにした。また、マイアが海洋庁の入庁試験で不合格になった真相は、彼女に自らの出生とエルピダ壊滅の真相を知られないよう、海洋庁情報局が試験結果を改ざんしたためだった。マイアはシベリアシティ旧区画の出来事と月桂樹（ダフネ）を見て記憶が一部戻り始めたこともあり、海洋庁諜報部から命を狙われる。しかし、レナをはじめさまざまな人々の協力や、エルピダの月桂樹のもとに翔と協力して埋めていたタイムカプセルにより、マイアの失った記憶とエルピダ壊滅の真相は世間へ公表される。こうして、物語は海洋庁の入庁試験を受けずにネレイス社での生活を選んだマイアの姿で締め括られる。