蒸気機関車については初期は国外製、後に国産に切り替えられた。続く気動車の時代は日本車輌製造と汽車製造といった蒸気機関車時代の取引先との関係を続けた。電車の自社開発が始まった1950年代以降は、新造車の発注は日立製作所笠戸事業所へ、大規模な改造は地元の神奈川県に工場を持つ東急車輛製造へ統一するようになり、これが長く続いていた。しかし、1990年代以降は東急車輛製造やJR東日本、これらの鉄道車両事業を継承した総合車両製作所にも新造車を発注するようになった。日立への新造車発注は1999年で一度途絶えたが、2017年に落成した東急直通用車両20000系電車で18年ぶりに日立への発注を再開した。主制御機器（モーターの制御装置）、電動機（モーター）、電動発電機(MG)や空気圧縮機(CP)などの艤装品は日立のほかにも東洋電機製造、三菱電機や日本エヤーブレーキ（後のナブコ。現・ナブテスコ）などのメーカーも参加している。相鉄グループ全体でエレベーターやエスカレーターはおろか、蛍光灯などの小物類まで全てが日立製であった時期があった。これには初の自社開発車両を日立に発注したからという逸話がある。
電車に関しては、主に1950年代半ばまでの中古車時代、以後2000年代初頭までの自社開発車時代、2010年代後半までの他社の亜流車時代、2010年代後半以降の自社開発車再導入時代に分けられる。以下では主に「自社開発時代」の「電車」について記す。なお、大手私鉄では唯一、これまで鉄道友の会のBL賞（ブルーリボン賞・ローレル賞）を一度も受賞していなかったが、2019年のローレル賞に20000系が選ばれた。
1968年（昭和43年）に瀬谷駅構内で車両同士の衝突事故を起こしており、それ以来全線にATS（自動列車停止装置） を設置している。2005年（平成17年）のJR福知山線脱線事故を機にATSの追加設置などが行われた。ただし、2014年にATSはJR東日本と同じATS-Pに変更している。また、運転士が意識を失っても車両の暴走を止めるEB装置の設置が進んでいる。車両以外の対策も進んでおり、特に鉄道人身障害事故などのホームからの転落事故を防ぐ目的で横浜駅のホームに柵を設置したり、万が一転落した時避難するスペースを確保したりする工事が進んでいる。また、視覚や聴覚に障害を持つ人のために全ての駅に文字と音で列車の接近を知らせる接近案内表示器を設置している。また、2013年（平成25年）10月より約1年間の期間限定であるが、首都圏3駅で実施される開発中ホームドアの現地試験の一環で、いずみ野線の弥生台駅にて「昇降バー式ホームドア」の試験導入が実施された（詳細は「弥生台駅#昇降バー式ホームドアの試験導入」を参照）。また、弥生台駅で試験されたものとは別のタイプのホームドアが横浜駅の3番線で2016年3月6日の始発から運用を開始した。その後、2016年12月に2番線、2017年2月に1番線で運用を開始し、横浜駅の全てのホームでホームドアの導入が完了した。横浜駅以外の駅についても設置も進め、海老名駅は2019年度末までに、二俣川駅・大和駅・湘南台駅は2020年度末までに、その他の20駅に関しても、2022年度末までに乗り入れて来るJR東日本・東急・都営地下鉄・東京メトロの車両にも対応するホームドアを設置する予定である。
1907年、秋田県北秋田郡二井田村（現大館市）に教員の長男として生まれた。母を幼少時に亡くし、父は小学校5年生のときに死亡、継母イクに育てられた。大館中学に進学。叔父に大杉栄の弟子がいて、影響を受け在学中から公然と天皇制を批判していた。同級の種市健らと社会主義研究会を組織し、地域の文化人や学生を集めて映画研究会を開催した。1925年3月、「野犬を食ったのを理由に」中学4年で退学処分。1929年、上京し郵便局に就職、中央、本所、浅草の各局に勤務。大館中学の1年上級の黒沢敏雄のすすめで、日本労働組合全国協議会（全協）傘下の日本通信労働組合に加盟、組織部員となった。1931年同労組の常任委員に就任。同年6～7月、万世橋警察署に検挙され、40日間拘留で釈放された。1932年、日本共産党に入党。このころ、帰郷して種市ら大館中学時代の社会主義研究会のメンバーを手掛かりに全協秋田地区協議会を組織した。1933年5月同党中央委員。同年9月、財政担当になり、10月に財政部長。同年12月23日、警察に内通したスパイであるとして、大泉兼蔵とともに東京府東京市渋谷区幡ヶ谷の同党アジトで査問を受け、同24日午後1時過ぎ急死した。遺体はアジトの床下に埋められ、1934年1月16日警察の捜査により発見された（詳しくは日本共産党スパイ査問事件を参照）。実弟大川俊男が遺体を引き取り、故郷の友人に当てた手紙に｢兄は裏切り者ではなかった｣と記した。死亡直後の同党中央委員会で、スパイであることの基本的事実は明白として大泉兼蔵とともに除名処分にされ、翌12月24日付同党機関紙「赤旗」号外で発表された。戦後の研究では、スパイであったかどうかわからないという説や、スパイでなかったという説も出ているが、日本共産党は一貫してスパイであったとしている。継母のイクが後に東京に住んだ折りに引き取って育てた少年が成長して歌手になったのが小畑実であり、彼は1953年大館市に、かつて世話になったイクとその子である小畑達夫の墓を建てた。