1980年3月から都営新宿線への乗入が始まったが、岩本町より東は6両編成までしか対応していなかったため当初京王車の乗入は岩本町までとなり、1987年12月に大島まで、1989年3月に本八幡までにホーム延伸、新宿線延伸に併せて乗入区間が拡大された。1981年9月からは朝ラッシュ時の乗入運用の一部が10両編成化され、2007年9月に京王車両で運用される列車は終日10両編成での運転となった。乗入開始当初から10両編成化までの間、乗入距離精算のため6000系が新宿線内を折り返す運用が1運用設定されていた。朝ラッシュ時の相模原線から調布以東に直通する列車（相模原線系統）は京王八王子・高尾山口から調布以東に直通する系統（京王本線）の1時間当たり10本に対して半分の5本だったため、京王本線より先に輸送力が限界に達すると予想されたこと、京王線新宿駅と府中以西各駅の10両編成対応に時間を要したことから京王本線よりも先行して相模原線 - 新宿線乗入系統の10両編成化が実施された。東京都交通局は新宿線を6両編成対応で開業させた直後に8両・10両対応への延伸を行うこととなったが、東京都も開発に関連している多摩ニュータウンの輸送力確保が目的であることから協力的だったと言われている。京王線新宿駅の10両編成対応が完了した1982年11月から京王本線 - 京王線新宿駅系統も10両編成化されたが、乗入系統とは2両編成の連結位置が異なっていた。30番台の2両編成は当初日中の運用がなく、全車若葉台で待機していた。
6000系は急行用として6両編成で製造されたため、当初は5000系が7両編成で特急、6000系は6両編成で急行に運用された。1975年に6000系の8両編成が登場、平日の特急にも運用されるようになったが、一部駅ではホーム延伸が間に合わず、ラッシュに通勤急行などで6000系8両編成が運用される際は一部車両のドアを閉め切る措置が取られた。オフシーズン休日の特急は高幡不動で京王八王子方面と高尾山口方面で分割される運転形態だったため、5000系が引き続き充当されていたが、一部の6000系の5両+3両編成化により6000系がオフシーズン休日の特急にも運用されるようになり、オンシーズン時には8両編成で「高尾」「陣馬」などのヘッドマーク付き列車などにも運用された。5両編成は平日日中にグリーン車とともに 各駅停車にも運用された。1978年に京王新線が開業したが、乗入相手である新宿線開業までの1年半、相模原線からの通勤快速・快速に加え、笹塚 - 新線新宿間の折り返し運転が行われた。
桂小五郎と出会った当時の幾松は、山科の豪家が大層贔屓にしていた。桂がこれに張り合い、互いに自分だけのものにしようと随分お金を使ったが、最後は伊藤博文が刀で脅し幾松は桂のものになったと、『松菊木戸公逸話』の中で、児玉愛二郎は語っている。以後、桂が命の危険に晒されていた最も困難な時代に彼を庇護し、必死に支えつづけた。元治元年（1864年）6月、池田屋事件が起こる。続いて起こる禁門の変以降、長州藩が朝敵とされ、桂は幕府に追われる身となる。二条大橋周辺に乞食の姿となって隠れ潜んでいた桂に、幾松はよく握り飯を持っていったと言う逸話はその頃の事であると考えられる。但し、実際に潜んでいたのは5日ばかりと伝えられる。また、新撰組局長・近藤勇に連行され、桂の居場所を聞かれたこともあったと伝えられている。桂は、その元治元年（1864年）8月から慶応元年（1865年）4月にかけての間、商人・廣戸家の援助を受けながら出石に潜伏する。名前を廣江孝助と変え、ある時は荒物屋主人、ある時は寺男となり、転々と名所を変えながら潜伏し続けた。この潜伏中、幾松がある会津人に侵されかけたことがあり、その際三味線を折って投げつけ対馬藩邸に助けを求めたという伊藤博文の直話が残っている。桂が逃れた後、幾松は長府藩士・奥善五六郎と、京師東山の割烹店の主・曙久斎の三名で対馬藩濱屋敷に匿われていたが、次第に幕府の探索が厳しくなってきたため、対馬藩士多田荘蔵が大坂より馬関へと逃した。出石ではなく馬関へと向かわせたのは、幾松の身の危険を案じての事と思われる。その後、出石潜伏中の桂を迎えに行ったのも幾松である。慶応元年2月初め廣戸甚助が馬関にやってきて、桂が出石に潜伏しているのを知った幾松は、村田蔵六から桂宛の手紙と五十両を預かり、2月7日甚助を案内人に出石へと向かう。が、途中、大阪で甚助が博打で五十両を使い果たし姿を消してしまい、幾松は一人出石まで迎えに行く事となったようだ。3月3日出石に着き桂と再会するが、この時の旅が余程辛かったようで、のち甚助が出石に戻った時、「木戸公がいくら取り成しても夫人は横を向いていた」と、甚助の妹スミは『松菊木戸公逸話』の中で語っている。この時、桂は幾松等を伴って城崎温泉にも行っている。この出石から桂は幾松・甚助・その弟の直蔵を伴い馬関へ帰国する。途中神戸・金毘羅山などに立ち寄る。桂の友人の手紙では居をどこに構えるかという内容の手紙もあり、三田尻などの名も挙がっていたが、慶応元年の末か慶応2年初め頃から糸米で桂と暮らし始めたようだ。