『超ロボット生命体 トランスフォーマー プライム』、『トランスフォーマー アドベンチャー』に登場。声優は初代アニメ、実写版を担当したピーター・カレンが担当。日本語版では森川智之が初代や実写版を演じた玄田哲章に合わせて声色を変えて演じている。『アドベンチャー』での日本語版では楠大典。ボンネットタイプのトラックに変形。『アドベンチャー』ではトレーラートラックに変形する。なお、『アドベンチャー』のオプティマスは、トレーラーヘッドのみの変形ではなく荷台部分も含めた変形となっており、この全体変形は歴代オプティマス（コンボイ）の中ではシリーズ共に初めてである。数少ない仲間と共に地球に隠れ住み、ディセプティコンと戦うオートボットのリーダー。実写版同様冷静沈着で思慮深い性格。感情の起伏が少なく、若いメンバーからは「泣いたり笑ったりする所を見たことがない」と言われている。平和主義者で人間との平和的共存を望んでおり、また同族のディセプティコンに対して投降を求めることも多い。メガトロンはかつて親友であり、未だに彼を倒すことにためらいの気持ちを持っている。しかし、戦うべき相手には迷いなく勇敢に立ち向かう。日本版の続編『参乗合体 トランスフォーマーGo!』ではプレダアーマーを装着したハンターオプティマスプライム（ハンターコンボイ）（『プライム』シーズン3『Beast Hunters（ビーストハンターズ）』のオプティマスプライム（コンボイ）と同じ姿）として登場し、地球で復活したプレダコン軍団と戦うソードボット達を見守っている。終盤でソードボットがグレンドラゴトロンに追い詰められた際、スパークの状態で地球に降り立ちオプティマスエクスプライム（エクスコンボイ）にパワーアップを果たす。ビークルモードの新幹線とビーストモードの龍に変形するトリプルチェンジャーとなり、大剣の「ザンゲキ刀」を手に戦うほか、ソードボット侍チームのケンザン、忍チームのゲキソウマルと「連結参乗合体」を行う。玩具のオプティマスエクスプライムの開発担当は幸日佐志。最終シーズンで完結篇であるBeastHunterss: Predacons Rising（ビーストハンターズ:プレダコン・ライジング）では。後日談より始まる続編の『アドベンチャー』では。
BOTCON2008限定玩具シリーズ「Shattered Glass」に登場。オートボットとディセプティコンの善悪が反転したパラレルワールド「シャッタードバース」にて、邪悪なオートボット軍団を率いる通常世界のメガトロンをも上回るサディスティックな暴君である。役割は「Emperor of Destruction（破壊大帝）」。オプティマスプライム（コンボイ）でない悪のコンボイは数いるが、「悪のオプティマスプライム（コンボイ）」は彼が唯一であり、オートボット、マクシマル双方を通じ公式に「破壊大帝」を名乗るサイバトロンのリーダーとしても唯一の存在である。玩具はCLASSICS版の仕様変更品。
『Transformers Animated（トランスフォーマー アニメイテッド）』に登場。声優は英語版がデビッド・ケイ、日本語版は高橋広樹が担当する。消防車から変形するが、後部の放水ユニットがない状態で変形することが多く、初代を彷彿させるトレーラーコンテナを牽引することもある。探査チーム（オプティマス部隊）の若きチームリーダーであり地球在住のオートボッツ（オートボット）の代表。かつて、友人であり恋人未満の関係にあったエリータ1（-ワン）（現在のディセプティコンのブラックアラクニア）を救えなかったことを後悔し続けている。第1話では胸にオールスパークを納めるシーンがあるが、その後、宇宙船アーク内に保管されている。本作においてはオートボットの総司令官とされているのはウルトラマグナスで、オプティマスはあくまで探査チーム（オプティマス部隊）のリーダーとなっている。性格は生真面目かつ勇猛だが、G1のコンボイのような突出したカリスマがある訳ではない。そのため仲間からの反発や組織内での摩擦に苦慮する姿も見られた。日本語版の第1話の次回予告において提供クレジットにおける、「オプティマスの愛称を考えよう」というバンブルビーとの会話にて、コンボイと呼ぶのは駄目だという趣旨の発言をしている。
走行機器類は基本的に10000系をベースとしているが、東西線では乗り入れ先を含めて高速性能を必要としないことから、歯車比と主電動機出力などを変更している。10両編成中のMT比は5M5T構成としている。制御装置は三菱電機製のIPM方式の2レベルIGBT素子を使用したVVVFインバータ制御方式である。制御方式は1C4M2群または1C4M1群制御方式であり、トルク制御はPGセンサレスベクトル制御方式を採用し、純電気ブレーキ機能を有する。主電動機は仕様の見直しを行うことで、効率を従来の92%から95%へと向上させ、また効率向上により電動機からの発熱が減少するため、出力は余裕を持たせた225kWと高出力化した 。歯車比は101:14 (7.79) を高くすることで、地下鉄線内で必要とする主に低速から中速域での主電動機効率向上による車両性能の向上を図れるものとした。本系列ではフィルタリアクトルの材質を従来のアルミニウムから電気抵抗値の小さい銅に変更して、電気損失を約41%低減させるものとした。銅製はアルミ製よりも重量が約2倍に増加するが、トータル的に見て省エネルギー効果の方が高いと判断して採用したものである。なお、本系列の走行機器には銀座線向け01系第38編成で実用化試験を実施してきた永久磁石同期電動機 (PMSM) を使用したVVVFインバータ制御方式も考えられたが、同方式の1,500V用システムは本系列の製造時に実用化が間に合わないことから、従来の誘導電動機方式が採用された。ただし、本系列では従来の誘導電動機方式を工夫することで、どれだけ省エネルギー化が実現できるか挑んだシステムとした。内容は前述した主電動機仕様の見直し、フィルタリアクトルの材質変更、さらには回生ブレーキ性能向上のための各種改良（省エネノッチ曲線、新理論架線電圧リミッタの採用、粘着リミッタ解除）を実施しており、同様の編成形態である05系11次車以降と比較して、車両重量差を考慮しても約15%消費電力削減が実現している。補助電源装置はIGBT素子を使用した東芝製240kVA出力静止形インバータ (SIV) を採用している。出力電圧は三相交流440Vとしており、故障時に備えて15600形には受給電を行う受給電箱を設置する。集電装置はシングルアーム式パンタグラフを編成で5台搭載する。空気圧縮機 (CP) は三菱電機製の周辺機器一体形のスクロール式コンプレッサが使用されている。このCPは少容量のスクロールコンプレッサ3台と起動装置や除湿装置などの周辺機器を1つの箱に集約したもので、低騒音やメンテナンス性に優れたものである。台車はモノリンク式軸箱支持のボルスタ付台車を採用しており、10000系に採用した同タイプの台車を東西線の線形条件に合わせて改良を加えたもので、形式は10000系のFS777形に続くFS778形（電動台車はFS778M形・付随台車はFS778T形・先頭部用はFS778CT形）である。基礎ブレーキはユニットブレーキを使用する。保安装置は東西線内で使用するデジタル伝送方式の新CS-ATC装置（車内信号式）、東葉高速線内で使用するWS-ATC装置（地上信号式）を一体形のATC装置として搭載するほか、JR中央緩行線および総武緩行線用のATS-P形装置を搭載する。2010年末より、15106編成(第56編成)の15506号車において、三菱電機製永久磁石同期電動機用制御装置の実車試験が実施されていた。現在は元の誘導電動機に戻っている。