3011編成は、車体全体に松本零士の漫画『銀河鉄道999』に登場する主要キャラクターであるメーテル・星野鉄郎・車掌のイラストをあしらった「銀河鉄道999デザイン電車」として、2009年（平成21年）5月1日より運行を開始した。「銀河鉄道999デザイン電車」は、松本の地元駅である大泉学園駅の発車メロディを『銀河鉄道999』の映画版主題歌であるゴダイゴの楽曲「銀河鉄道999」に変更し、同駅構内に「車掌」像を設置したことに続くもので、アニメ産業の振興ならびにアニメを活用した地域活性化を目指す練馬区と沿線価値向上を図る西武側とのタイアップにより企画されたものである。なお、3011編成は2009年（平成21年）2月の定期検査出場に際して、側面車番表示を切り抜きプレート表記からステッカー表記へ変更したほか、旧社章プレートを撤去し、ラッピング編成化の下準備が実施された。当初は2009年（平成21年）5月から2013年（平成25年）4月まで4年間運行予定だったが、2013年3月時点で運行期間を2014年（平成26年）12月まで延長することを発表し、その後2014年12月20日に西武球場前駅で開催された「さよなら銀河鉄道999デザイン電車イベント」を最後に運用を終了し、そのまま廃車された。廃車後はクハ3012・モハ3212・クハ3011の3両が横瀬車両基地に保管されており、2015年から「西武トレインフェスティバル in 横瀬」で公開されている。2016年10月からは20000系20158編成が2代目として運用されている。
2009年（平成21年）5月に3011編成が、2010年（平成22年）7月には3015編成が、それぞれ大々的な特殊装飾が施されたラッピング編成となった。同2編成はいずれも池袋線に配属され、他編成と区別されることなく一般運用に供されていた。
先頭車の前頭部寄りのみ回り子式密着連結器を採用し、中間連結部分はボルト固定による半永久連結器が採用された。前述のように本系列は他系列との併結運転が不可能であり、また2両編成などの増結用編成も存在しないことから、電気連結器の装備は省略された。連結器胴受部分については、検修時における着脱作業を簡易化する目的で、枕木方向（横手方向）に設置されるチャンネル材について従来の直線形状から山形（凸形）形状に改良した。また後年、先頭車前面下部に排障器（スカート）を新設した。
電動発電機 (MG) は、電力入力側・出力側ともに従来の直流電動機に代わって三相同期電動機を用いて整流子（ブラシ）を廃したブラシレスMG (BLMG) を採用した。日立製作所HG-77445-01Rもしくは東洋電機製造TDK-3350-Aをモハ3101形偶数車のうちモハ3100番台・モハ3300番台に1基、1編成当たり2基搭載する。定格容量はいずれも140kVAである。電動空気圧縮機 (CP) は、日本エヤーブレーキ製のHB-2000CB（定格吐出量2,130L/min）を、MGと同様にモハ3101形偶数車のうちモハ3100番台・モハ3300番台に1基、1編成当たり2基搭載する。冷房装置は外装カバー（キセ）をステンレス製とした三菱電機製の集中式CU-71Cを1両当たり1基、屋上に搭載する。
当時の西武における標準機種である、工進精工所製の菱形パンタグラフKP-62Aを採用し、モハ3101形奇数車に1両当たり2基搭載する。
2008年12月10日、左肘故障のビリー・ワグナーに代わる新クローザーを探していたニューヨーク・メッツと、3年総額3,700万ドル（4年目はオプション）で契約した。2008年に89勝73敗のナショナルリーグ東地区2位だったメッツは、救援投手陣の防御率がリーグ13位と低迷したことから、ロドリゲスやJ.J.プッツの獲得で弱点を補強。同年のワールドシリーズを制した同地区のフィリーズに対し、ロドリゲスは「2009年はうちが『倒さなければならないチーム』（優勝候補）だ」とのコメントを出した。前年まで着けていた背番号「57」はヨハン・サンタナがいたために着けられず、5と7を反対にした「75」を選択した。2009年開幕前の3月に開催された第2回WBCのベネズエラ代表に選出され、2大会連続2度目の選出を果たした。2006年の前回大会に引き続きチームの抑え投手を務め、特に2次ラウンドでは2試合連続でイニングまたぎのいわゆる "4アウト・セーブ" を挙げた。ベネズエラは準決勝へ進出したが、韓国に敗れ決勝進出を逃している。大会終了後にメッツに合流し、4月6日のシーズン開幕戦でセーブを挙げると、そこから前半戦終了まで41試合に登板して2勝2敗23セーブ・防御率1.90と好投を続け、オールスターゲームに選出された。だがチームは故障者続出で低迷し、後半戦に入るとそれに引きずられるようにロドリゲスの成績も落ちていく。最終的には防御率（3.71）や奪三振率（9.7）、WHIP（1.31）などで自己最低の成績に終わり、セーブ成功率も83.3%と安定感を欠いた。メッツは70勝92敗の地区4位で、リーグ連覇のフィリーズからは23ゲーム差も離された。2010年には、8月11日の試合後に恋人の父親を暴行した疑いで逮捕され、球団から2試合の出場停止処分を受けた。暴行の際に、右手親指の靭帯を損傷していたことも明らかになり、シーズン中の復帰は絶望的となった。17日に資格停止リスト入りし、解除されるまで試合に出場できず、年俸も支払われないことになった。