1918年（大正7年）3月、それまでの私設鉄道法によって運営された区間は以後、軽便鉄道法による旨が指定され、また第一次世界大戦の影響に伴う物価急騰により東武・東上両鉄道の営業費が増加したため、両社を合併し、営業上の経費節減と車両の運用諸設備の更新などを図る方針が固められた。1920年（大正9年）4月7日に両社長間で合併の仮契約を結び、同年4月27日に合併を決議、翌4月28日に東武鉄道社長根津嘉一郎が鉄道大臣に「東武東上合併認可申請書」を提出し、同年7月22日までに開業線池袋 - 坂戸町間40.6kmと未開業線坂戸町 - 高崎間62.8kmの一切をもって東武鉄道と合併する旨の業務引き継ぎが行われ、同年7月27日の東武鉄道による会社合併登記をもって東上鉄道は解散した。同年9月の鉄道大臣認可により合併業務が完了した。これに伴い、東上鉄道路線は東武鉄道東上本線となった。合併に際しては、東上鉄道の1株当たり東武鉄道の1株を割り当てる5:5の対等合併が行われた。池袋 - 寄居間の現路線はすべて東上鉄道時代に開業、もしくは着工されている。東武鉄道合併後の1923年（大正12年）に坂戸町 - 武州松山（現・東松山） - 小川町間、1925年（大正14年）7月に小川町 - 寄居間が開通して、現路線の全線が完成した。東武鉄道と東上鉄道の合併時点（1920年）では寄居以北の延伸についても準備が進められていて、用地買収中であったが、国鉄（鉄道省）八高線の建設計画により中断された。その後1924年（大正13年）の寄居 - 高崎間免許失効により延伸計画は撤回され、東武東上本線は池袋 - 寄居間の路線として確定した。
東上鉄道の路線は、根津嘉一郎のほか原邦造（愛国生命社長→東上鉄道取締役）など投資家の手により着工・開業した。会社設立後直ちに本免許を申請し、1912年（大正元年）11月16日東京府東京市小石川区大塚辻町（現・東京都文京区大塚）から群馬県群馬郡渋川町に至る鉄道の本免許状が下付された。さらに同月30日に東京府北豊島郡巣鴨村大字池袋字宮ノ下から同村大字巣鴨字向原（現・東京都豊島区東池袋）に至る軽便鉄道、1914年（大正3年）4月18日に埼玉県入間郡川越町から田面沢村に至る軽便鉄道の敷設がそれぞれ免許された。以上の免許に基づき、1914年（大正3年）5月1日池袋 - 田面沢間（池袋 - 下板橋間2.2kmおよび川越町 - 田面沢間2.3kmは軽便鉄道、下板橋 - 川越町間29kmは私設鉄道）が開通し、旅客・貨物運輸営業を開始した。開業にあたり鉄道省から蒸気機関車3両、高野登山鉄道から蒸気機関車2両、客車13両、貨車を35両をそれぞれ購入し、東武鉄道から機関車を借り入れた。その後の延長工事のため、1916年（大正5年）2月27日に田面沢 - 川越町間軽便鉄道の旅客営業を廃止し、同年10月27日の川越町（現・川越市） - 坂戸町（現・坂戸）間5.7マイル (9.2km) 開通と同時に川越町 - 田面沢間は廃止された。坂戸町開通に伴い、東武鉄道から客車3両が譲渡された。
1960年（昭和35年）に東京証券取引所に上場し、1961年（昭和36年）には1部上場となって資金調達を行い、1963年（昭和38年）の増床などの設備投資を行ったが、横浜高島屋などとの競合で業績が伸び悩んで株価が有名百貨店としては低迷し、1971年（昭和46年）頃から白木屋の買収に失敗した横井英樹が株式の買占めを始めた。この買占めに対抗するため、株式会社野澤屋呉服店の設立時からの大株主で1968年（昭和43年）から共同配送を行っていた松坂屋にホワイトナイトとして防戦買いを依頼したため、松坂屋が筆頭株主となってその傘下に入り、1974年（昭和49年）に店名をノザワ松坂屋と変更すると共に、伝統の「入り九」マークは外して、松坂屋の「いとう丸」マークに代えた。1977年（昭和52年）には伊勢佐木町における最大のライバルだった松屋が横浜店を閉鎖して撤退したため、その土地建物を買収して西館として増床して既存の本館との間に連絡橋を架設、その際に横浜松坂屋とし、伝統ある野澤の屋号も百貨店からは消えることとなった。こうした増床などで横浜高島屋など横浜駅周辺の競合店に対抗し続け、1991年（平成3年）2月期に売上高約300億円を上げたが、売上がピークだった1991年（平成3年）2月期を含め、1984年（昭和59年）2月期から25年連続で営業赤字が続いて2005年（平成17年）2月期には売上高が100億円を下回り、2008年（平成20年）2月期には売上高約87億円で高島屋横浜店(売場面積55,747m²)の1,613.13億円の18分の1以下、そごう横浜店(売場面積74,846m²)の1,116.54億円の12分の1以下と落ち込みに歯止めが掛からず、1995年（平成7年）に西館の売場を閉鎖してJRAエクセル伊勢佐木（場外勝馬投票券発売所）に賃貸して赤字のカバーを図ろうとしたが地元の反対などで2000年（平成12年）まで実現が遅れ、2003年（平成15年）2月の松坂屋の完全子会社化などのてこ入れをしたものの、累積赤字が2008年（平成20年）2月期に約22億円となり、店舗の老朽化に伴う耐震補強などで必要な約50-60億円の追加投資の回収や累積赤字解消の目処が立たないとして2008年（平成20年）10月26日で百貨店の営業を終了し、閉店した。また、閉店前の同年9月1日に元子会社で横浜松坂屋ストアを経営していた野澤商事株式会社が大丸ピーコック、松坂屋ストア、横浜松坂屋ストアと合併してピーコックストアになって野澤の名称が消滅し、2009年（平成21年）1月1日付で株式会社横浜松坂屋が松坂屋本体に吸収合併され、株式会社野澤屋呉服店の設立から続いて来た法人も消滅した。