田園都市線の輸送力増強のため、1992年（平成4年）から1993年（平成5年）にかけて10両編成3本が東急車輛製造で製造され、1992年（平成4年）3月29日に営業運転を開始した。。1986年（昭和61年）に登場した9000系をベースに設計・製造している。基本的には同系の設計を踏襲しつつも帝都高速度交通営団（現・東京地下鉄）半蔵門線乗り入れへの対応、客室内の改良、乗り心地の向上などが図られた。また、設計に当たっては「より良い居住性」「運転操作性の向上」「省エネルギー化」「保守性の改善」などの9000系からの基本理念に加え「人にやさしい車両」を目指している。1992年に10両2編成が田園都市線に投入され、1993年2月には1編成（2003編成）が東横線に暫定投入された。同編成はその後、同年11月に中間車2両が落成したため、10両編成化の上で田園都市線に転属した。田園都市線での運用は2003年（平成15年）3月19日から開始された3者相互直通運転（田園都市線・半蔵門線・東武線）以前は、他に田園都市線に所属している8500系や5000系などと共通運用であったが、3者相互直通運転開始以降は東武線への乗り入れ対応機器などは搭載せず、同線には直通しない運用に充当されているため、営業運転区間は最大でも中央林間駅から半蔵門線押上駅までの運用となる。これは、本系列は8500系や5000系と比べ編成数が3本と極端に少なく、東武線内における乗務員教習の手間の問題から東武線乗り入れ編成から除外されたことによる。東武線乗り入れ非対応編成には、その旨を示すため前面非常扉の窓に「K」のマークを貼付している。東急では1999年（平成11年）ごろまで車両寿命を40年から50年程度とする方針の下で車両の更新を行っていたため、東急における旅客営業用電車の製造は、2000系の導入後、1999年（平成11年）に登場した3000系まで途絶えることになった。その後、車両施策が従来より短い寿命で車両を取り替える方針に転換され、2002年（平成14年）から5000系が、2018年（平成30年）からは2020系がそれぞれ導入を開始している。
天才発明家の高校生の内田は、願望通りの夢を見られる夢見装置を開発する。内田は夢見装置を頭部に装着し、クラスの女子生徒との性的な夢に期待するが、なぜか悪夢ばかり見てしまう。悩んだ内田は自分以外の人間で実験していないことに気付き、保健室で眠っている他の生徒を実験台にすることで、効果を確かめようと目論む。保健室へ行き、ベッドのカーテンを開けると、そこには保健室の担当医の茅野先生が眠っていた。あきれながらも内田は茅野先生を実験台と決め、彼女に装置を装着した。その数秒後、茅野先生の寝顔は赤くなり息も荒くなっていく。内田を含む数人の男子生徒に凌辱される夢を見ていた茅野先生は、夢の中の内田が絶頂を迎えたと同時に彼女自身も絶頂を迎え、夢から覚める。乱れた様子の茅野先生に、内田は彼女も悪夢を見ていたと考え、謝罪した。しかし、内田が去った後、茅野先生は彼の装置で見た夢こそが自分の求めていた夢だと気付くのだった。その後、男に集団で犯される夢ばかり見るようになった茅野先生は夢見装置の依存者第1号となってしまう。次に内田は友人の隆也を被験者にした実験を始める。フラれた恋人との乱交に明け暮れる夢を見続け、遂に不登校となってしまう隆也。依存者第2号の誕生である。そして、今度は内田をライバル視する渡会が茅野先生の夢見装置を盗み、内田とセックスする夢を見る。これを機に、依存者3号となった彼女は内田との性交に明け暮れる夢ばかり見るようになる。だが、内田の夢見装置がある時をきっかけにクラス中に広まり、依存者を続出させる事態となる。依存者たちは煩悩むき出しの夢に没頭し、不登校となる。自分の発明した機械が学級を閉鎖させる危険性があることを知った内田は、親友の灯明と共に機械の回収に動きだすが、依存者たちは装置で観た夢に振り回されて現実でも異常な行動をとり始めるようになり、事態は恐ろしい方向へと加速していく。まず、茅野先生が保健室で夢見装置を使っていたときに、茅野先生に好意を抱く男子生徒の沢田が訪れ、トラブルが起きる。茅野先生は寝ぼけたまま半裸の姿で応対してしまい、欲情した沢田に強姦されてしまう。その後、他の男子生徒も加えて輪姦される日々を送る茅野。女子生徒たちが強姦される事件も多発しはじめる。やがて内田に好意を寄せる冷徹な美少女、渡会真樹が、夢見装置を悪用しライバル視する灯明を男の餌食にさせようとする。灯明に片思いする館山和博は彼女をレイプしかけるが、未遂に終わった。館山は真樹を逆恨みするようになり、彼女を騙して中学の同級生の家へ行かせる。その家では一人の女子高生が複数の男に犯されていた。騙されたことに気づく真樹は必死に逃げようとするが、そのまま羽交い締めにされ胸を揉まれて押し倒される。悲鳴を上げて助けを求める真樹だったが、男たちに輪姦されてしまうのだった。解放された度会は失意のなか、内田と協力して夢見装置を回収することになる。やがて人々も正気に戻り始め、茅野先生は男子校へと転任となる。こうして夢見装置にない日常が戻ってくるのだった。