知多鉄道線の開通と同時に運用を開始した本形式は、線内運用のほか知多鉄道線内から愛電の神宮前へ直通運転を行う特急・急行運用に充当された。1940年（昭和15年）9月当時のダイヤにおいては、1時間間隔で運行される急行は神宮前 - 知多半田間を30分で、1日1往復のみ運行される特急は同区間を27分で結び、車両の快適性と速達性の両面で武豊線を上回った知多鉄道線は、半田地区における主たる公共交通手段として定着した。1935年（昭和10年）8月に知多鉄道の親会社であった愛知電気鉄道（愛電）は名岐鉄道と対等合併し、現・名古屋鉄道（名鉄）が発足した。それに伴って従来愛電の傘下事業者であった知多鉄道も名鉄の傘下事業者となった。その後1941年（昭和16年）1月17日付届出にて、本形式の車両記号を愛電の流儀に則った「デハ」から名鉄の流儀に則った「モ」へ変更し、同時に車両番号のゼロ起番を廃止する改番が実施された。本形式は形式称号がモ910形と改められ、旧デハ910をモ915と改番、車両番号はモ911 - モ918（モ914・モ915・モ917は初代）に再編された。その後、太平洋戦争の激化に伴う戦時体制への移行により、陸上交通事業調整法を背景とした地域交通統合の時流に沿う形で、1943年（昭和18年）2月に知多鉄道は名鉄へ吸収合併された。本形式は合併に際して原形式・原記号番号のまま全車とも名鉄へ継承され、名鉄への継承後は車体塗装のダークグリーン1色塗り化、戦時体制下における輸送量増加を受けて混雑緩和を目的とした車内座席のオールロングシート化のほか、2基搭載されたパンタグラフのうち1基を撤去する改造が全車を対象に施工された。
主要機器については愛電保有の旅客用車両の仕様を踏襲し、制御装置はウェスティングハウス・エレクトリック (WH) 製の電空単位スイッチ式間接非自動進段制御器（HL制御器）を、主電動機は同じくウェスティングハウス・エレクトリックWH-556-J6（端子電圧750 V時定格出力74.6 kW、同定格回転数985 rpm）をそれぞれ採用した。駆動方式は吊り掛け式で、歯車比は3.045 (67:22) に設定された。台車は愛電デハ3300形同様、日本車輌製造製のD16形鋼組立形釣り合い梁式台車を装着する。制動装置はM三動弁を用いるAMM自動空気ブレーキを常用制動として使用し、手用制動を併設する。その他、集電装置は日立製作所製の大型菱形パンタグラフを採用、単行運転時における冗長性確保を目的として1両あたり2基、屋根上前後端部へ1基ずつ搭載した。
関西本線・参宮線の名古屋駅 - 亀山駅 - 伊勢市駅 - 鳥羽駅（亀山駅 - 多気駅間は現在紀勢本線）間のうち、名古屋駅 - 亀山駅間は前述した関西鉄道によって1895年（明治28年）までに、亀山駅 - 山田駅（現、伊勢市駅）間は参宮鉄道によって1893年（明治26年） - 1897年（明治30年）に、山田駅 - 鳥羽駅は関西鉄道・参宮鉄道の国有化後、国の手によって1911年（明治44年）に開業した。しかし、この路線における速達列車は昭和期に入るまで、1926年（大正15年）8月に設定された東京駅 - 鳥羽駅間の直通夜行普通列車（名古屋駅 - 鳥羽駅間では快速運転した）が存在したくらいであった。だが、伊勢電気鉄道（伊勢電）が桑名駅 - 大神宮前駅（伊勢神宮の外宮前にかつてあった、伊勢電のターミナル）間を1930年（昭和5年）12月に開業させる直前の10月、それへの対抗として「準急列車」（料金不要）が2往復設定された。名古屋駅 - 山田駅間を2時間20分で走破し、それまでの普通列車の4時間と比べて所要時間は大幅に短縮された。1935年（昭和10年）12月には、それを2時間2分にまで短縮している。伊勢電はまだ名古屋に乗り入れていなかったため、国有鉄道（当時は鉄道省が運営）の路線（省線）はそれにくらべ四日市駅 - 津駅間では亀山経由で8kmほど遠回りで、さらに折り返し（スイッチバック）の必要があったにもかかわらず、名古屋から直通で伊勢までいけるとあって好評を博した。1938年（昭和13年）6月に、伊勢電を合併した参宮急行電鉄（参急）とその子会社の関西急行電鉄（関急電）の手によって桑名駅 - 関急名古屋駅（現、近鉄名古屋駅）間が開業し、名古屋駅 - 大神宮前駅間を1時間50分程度で直通する特急電車が運行を開始すると、省線の列車は一旦不利となったが、その4年後の1942年（昭和17年）8月に参急・関急電などが合併して名前を改め関西急行鉄道（関急）となった伊勢線（元伊勢電・桑名駅 - 江戸橋駅 - 新松阪駅 - 大神宮前駅間の路線のうち、江戸橋駅 - 新松阪駅 - 大神宮前駅間の当時の呼称）の新松阪駅 - 大神宮前駅間が、元参急の名古屋線・山田線（江戸橋駅 - 伊勢中川駅 - 宇治山田駅間）と競合し、太平洋戦争中で鉄などを多く軍用で必要とした時代では、不要不急線ということになったため廃止されてしまい、名古屋線と山田線の線路幅が異なるため、関急回りで名古屋から伊勢へ行くには伊勢中川駅で乗り換える必要が発生し、再び省線の方が有利となった。しかし、戦況が悪化したこともあって1943年（昭和18年）2月に「準急列車」は廃止となる。それでも東京 - 伊勢間の直通列車は、敗戦後の1946年（昭和21年）ごろまで途切れることなく運行を続け、国家神道による伊勢神宮の参拝客を輸送し続けた。