1957年（昭和32年） - 1961年（昭和36年）にかけて大榮車輌で2100形更新車をモデルとした全金属製車体（車体長16.5m×車体幅2.7m）に更新された。側面二段雨樋の間に埋め込み式のベンチレーター（通風器）を採用したため屋上のすっきりしたスタイルが特徴である。二段雨樋の採用はこの時期の大榮車輌の車体製造技術がまだ拙く、屋根カーブ処理の未熟さを隠すためであったとされている。このスタイルは1958年（昭和33年）以降の100形の更新にも採用された。このとき更新から外れた2017・2018は1964年（昭和39年）に新京成に譲渡された。これら2両は1971年（昭和46年）の更新で1100形に編入され、サハ1111・1112となった。1966年（昭和41年） - 1978年（昭和53年）の間に2003（譲渡後2007に改番）・2005・2006・2009 - 2011・2013 - 2016が新京成に譲渡された。京成に残った車両もATS・列車無線取り付けの対象から外れたためほとんどが中間車扱いとなった。1980年（昭和55年）までには2008を除いて廃車された。2008は、1967年（昭和42年）に更新（新性能化、多段式制御器装備）された210形と共に編成を組み、本形式唯一先頭車となった（マスコン交換）。1970年（昭和45年）には特別修繕で前照灯の2灯化・台車交換（FS-28に）・二段雨樋の下段撤去などがおこなわれ、その後車体塗色変更で「新赤電」色（ただしステンレスの飾り帯はない）にされたが、1987年（昭和62年）に廃車された。新京成に譲渡された車輌は、1978年（昭和53年）から2009・2011（FS-28装備）を除き特別修繕が行われた。運転台を撤去しての完全客室化・二段雨樋の下段の撤去・側引戸交換などがおこなわれ、形式もクハからサハと変更された。1990年（平成2年）に最後まで残っていた新京成の旧型電車編成に組み込まれていた2007・2010が廃車されたことにより形式消滅となった。
立川駅を発車すると右手に青梅線が分かれ、その先で中央線快速→青梅線直通電車や貨物列車などが使用する青梅短絡線が分かれると大きく左へカーブし南西を向き、切り通しに入り勾配を下っていく。切り通しが終わり、武蔵野台地を抜けると残堀川を渡り築堤となり、東京都道29号立川青梅線（新奥多摩街道）を跨ぐと多摩川橋梁にて多摩川を渡り、日野市に入る。日野駅は東京都道256号八王子国立線（甲州街道）との交差部の築堤上にあり、利用客に対してホームが大変狭く、危険な状態になっている。日野市の中心部にあり、駅周辺には商業施設が広がるが、市内の豊田駅、高幡不動駅と比べると農地や住宅地の占める割合が大きく、同規模都市の中心駅にありがちな賑わいは弱い。日野駅を発車すると中央自動車道を潜り、日野台地に入る。切り通しに入ると鉄道総合研究所の研究施設と共に本線に挟まれたホームのない待避線が現れる。開業時はこちらに日野駅が設置され、1937年に現在地に移転した後も同駅発着列車の折り返しに使用されていたが、発着列車がなくなった現在では一部の回送列車や臨時列車が使用するのみである。国道20号（日野バイパス）を潜ると日野台地を抜け築堤となり、緩やかに右へカーブしながら勾配を下っていく。カーブを抜けたところが豊田駅となる。同駅は日野台地南端の崖下にあり、駅北側は商業施設や工場が多いが、駅南側は北側ほど開発が進んでおらず少し閑散としている。発車すると間もなく左手に豊田車両センター（元豊田電車区）が広がり、E233系や211系、189系などさまざまな車両を見ることができる。周辺は住宅街だが、大規模な農地も多い。右へ大きくカーブしながら新駅設置予定地を抜けて勾配を上ると切り通しに入りすぐに左へカーブする。ここは中央線で非常に有名な撮影スポットの一つで、列車の撮影をしている鉄道ファンの姿を目にすることも多い。そして切り通しと八王子盆地に入り、浅川を渡ると八王子市に入る。再び大きく右へカーブし北西を向くと右手に八王子卸売市場などの大型商業施設と日本オイルターミナルの引き込み線を見ながら勾配を上り、国道16号（八王子バイパス）を跨ぐと右手に八王子（貨物）駅（八王子オフレールステーション）を見る。前方にセレオ八王子（旧そごう）が現れると間もなく京王線を跨ぎ、右手から八高線が合流、さらに左手から横浜線も合流し、八王子駅に到着する。かつて八王子機関区も所在し、現在もJR東日本八王子支社とJR貨物八王子総合鉄道部が所在する多摩地区の交通の要衝であり、構内には多くの側線がある。駅北側はかつて甲州街道最大の宿場（八王子横山十五宿）であり、多摩地区の経済的中心として古くから発達、官公庁施設や大規模な商業施設が立ち並び、近年は中央大学を初め多数の大学を擁する学生街、学園都市として大きな繁華街を形成している（ただし中央大学は八王子駅よりは立川駅の方がアクセスが良い）。駅から北東へ0.4km程離れた繁華街の東側には京王線京王八王子駅がある。一方で駅南側は再開発が進んでおり、2010年（平成22年）秋に地上41階の複合ビルが完成する予定。これにあわせ南口も北口同様ペデストリアンデッキ化される。八王子駅を発車すると勾配を上り、東京都内では珍しい国道16号（東京環状）の踏切を渡る。1.5km程走ると大きく左へカーブし南西を向き、西八王子駅に到着する。八王子駅から続く市街地にあるが、駅南側を中心に住宅街も広がっており、教育施設も多く、朝夕は多くの学生で賑わう。発車すると前方には関東山地が現れ、市街地から抜け住宅街をほぼ一直線で抜けていくが、2km程走ると右手に駐車場と化した空き地が見える。ここは東浅川駅の跡地である。同駅は大正天皇の大喪列車の終着駅として設置され、その後も皇室の多摩御陵参拝に利用された。廃止後駅舎は八王子市に下賜され「陵南会館」という集会施設となっていたが、1990年の過激派による放火で焼失してしまった。東浅川駅跡地を過ぎると右へカーブしながら勾配を上り、東京都道47号八王子町田線（町田街道）を跨ぎ勾配を上りきったところが高尾駅。左手に京王高尾線の高架線が見える。同駅は八王子盆地の西端にあり、駅北側と西側は共に山が迫る。駅南側は開発が進み、住宅街が広がっている。