2011年3月11日の発生当日は、即日で運行停止を決め、駅のシャッターを閉めた。なお西武池袋線、都営三田線は共に同3月11日21時過ぎに運転を再開し、他の私鉄も深夜には運転を再開した。東上線は翌3月12日の朝5時54分に池袋駅 - ふじみ野駅間で運行を再開した。同日7時までに全線で運行を再開した。
東武鉄道が保有する地下鉄有楽町線・副都心線乗り入れ兼用車（9000系、9050系、50070系）と地上運用専用車（8000系、10000系、10030系、30000系、50000系、50090系）のほか、直通先の東京地下鉄が保有する7000系と10000系、東急電鉄が保有する5000系と5050系、横浜高速鉄道が保有するY500系が使用されている。詳細は後節を参照。編成両数は、池袋 - 小川町間では志木発着の副都心線直通列車の一部に、東京地下鉄・東急電鉄・横浜高速鉄道保有の8両編成の運用がある以外は、すべて10両編成で運行されている。小川町 - 寄居間はすべて4両編成である。かつては6両編成の運用も存在したが、2005年3月17日のダイヤ改正で池袋 - 寄居間直通列車が廃止されたことと小川町 - 寄居間ワンマン運転化に伴い消滅している。かつて、池袋発着の列車にも8両編成列車があったが、2008年6月14日のダイヤ改正で10両編成に統一された。一方、同改正前は東京地下鉄の全編成が10両であったが、改定後は副都心線直通列車に再編成された東京地下鉄7000系および10000系、さらに2013年3月16日のダイヤ改正からは東急5000系・5050系と横浜高速Y500系の8両編成が志木 - 和光市間で運行されるようになった。また東横線・みなとみらい線への乗り入れ開始により、東横線と東京メトロ日比谷線との乗換駅である中目黒駅では、東上線からの直通用車両（9000系・9050系・50070系）が伊勢崎線（東武スカイツリーライン）・日光線からの日比谷線直通用車両（20000系・20050系・20070系、70000系）と同一ホームで並ぶ光景が見られるようになった。
終戦1ヵ月前の1945年（昭和20年）7月14・15両日のアメリカ軍による空襲で、青函連絡船は12隻全船が稼働不能となった。このため、急遽7月17日から海軍特務艦で元日本郵船樺太航路の砕氷貨客船千歳丸（2,669総トン）を、7月20日から同じく海軍特務艦で元大阪商船琉球航路貨客船浮島丸（4,730総トン）を就航させ、7月23日からは、たまたま函館船渠で定期検査修繕中の稚泊連絡船 亜庭丸 （3,391総トン）を繰り上げ出場のうえ就航させた。さらに、7月25日からは大阪商船所有で船舶運営会運航の稚斗連絡船（稚内 - 本斗）樺太丸（元関釜連絡船初代壱岐丸1,598総トン）を就航させ、運航継続を図った。また上記空襲で損傷し、函館船渠で修復中であった車両渡船第七青函丸も7月25日から復帰させ、7月29日からは第八青函丸も復帰させ、車両航送再開に努めた。終戦直後、青函航路には、多くの引揚げ者や復員者、徴用解除の帰郷者、朝鮮半島や中国大陸への帰還者、さらには食糧買い出しの人々も殺到し、貨物は減少したものの、当時、本州と北海道とを結ぶ代替ルートのない唯一の航路で、農産物や石炭輸送の継続を迫られていた。終戦時稼働できたのは上記2隻の車両渡船と樺太丸だけで、旅客設備未設置の第八青函丸にまで1,100名もの旅客を乗せることが常態となっていた。このような中、8月20日から関釜連絡船 景福丸（3,620.60総トン）を、8月21日からはフィリピンからの拿捕船で船舶運営会の暁南丸（1,243総トン）を、8月24日からは関釜航路の貨物船壱岐丸（2代）（3,519.48総トン）を、11月29日からは稚泊連絡船宗谷丸を就航させたほか、多数の商船、機帆船、旧陸軍上陸用舟艇などを傭船して、この混乱期に対応した。なおこの時期（1945年（昭和20年）9月から1946年（昭和21年）2月）までの1航海の平均乗船者数は2,550名にも達していた。さらに、青函航路への回航中、1945年（昭和20年）7月30日、京都府下宮津湾でアメリカ軍の空襲に遭い、擱坐していた関釜連絡船 昌慶丸（3,620.60総トン）を浮揚、修復し、1947年（昭和22年）9月23日から青函航路に断続的に就航させ、同徳寿丸（3,619.66総トン）も昌慶丸 と交互に助勤する形で、1948年（昭和23年）3月4日から5月2日までと、1949年（昭和24年）3月から8月にかけて助勤させていた。しかし、これら他航路からの転属船は貨車航送ができず、慢性的な貨物輸送力不足の解決にはならなかった。