東武東上本線
東上本線（とうじょうほんせん）とは、東京都豊島区の池袋駅から埼玉県大里郡寄居町の寄居駅までを結ぶ東武鉄道の鉄道路線。越生線とともに東上線（路線群）を構成する。ラインカラーは紺色、駅ナンバリングの路線記号はTJ。旅客案内上はこの路線単体を東武東上線あるいは東上線と呼ぶことがほとんどである。
キロポストは下板橋から寄居に向かって純粋に数字が増えていく。0キロポスト自体は下板橋留置線にある。ただし、下板橋から池袋方面のキロポストは後から開業したため、マイナス表示になっている。
1890年代から1900年代（明治30から40年代）にかけて、日本興業鉄道（小石川下富坂町 - 高崎間）・京越鉄道（池袋 - 川越間）（ともに未成線）など、川越の周辺で数多くの鉄道が企図・発起されたが、申請却下や免許失効などで実現を見なかった。
日本興業鉄道の発起人には、後に東上鉄道の発起人になる内田三左衛門や千家尊賀が名を連ねていた。内田の出地は川越の豪商。千家の出地は出雲大社の宮司の家柄で兄千家尊福が貴族院に4回当選し、埼玉、静岡、東京府知事（官選）を歴任、1906年（明治39年）に第一次西園寺内閣の司法大臣に推されている。
一方京越鉄道の発起人には川越電気鉄道創業者の綾部利右衛門や新河岸川・福岡運河（現・ふじみ野市）の回漕店福田屋の星野仙蔵らが名を連ねていた。星野は川越商業銀行取締役や黒須銀行を経て1904年（明治37年）に衆議院議員に当選し、この時同じく当選した初代根津嘉一郎から東上鉄道の計画を聞き、協力を惜しまなかった。東上鉄道創業当初は監査役に就任したようである。
日本興業鉄道計画が絶たれた後、千家尊賀と内田三左衛門ほか数名は新たに東上鉄道を発起した。1903年（明治36年）12月23日、逓信省にて東上鉄道の仮免許申請書を提出した。途中出資者が集まらず、紆余屈折を経て、後に東武鉄道社長となった根津嘉一郎に会社創立を託すことになった。
後述の通り、発起人たちは東京から新潟県長岡へ至る建設構想を有していたが、当面の終点目標（仮免許申請区間終点）である渋川町が属する群馬県の旧国名が上野国であり、古くから「上州」と呼び習わされていたことに基づき、会社名は”東京”と”上州”それぞれの頭文字を取って「東上」とした。
東上鉄道は1908年（明治41年）10月6日、東京府北豊島郡巣鴨町字氷川（現・東京都豊島区巣鴨） - 埼玉県入間郡川越町（現・埼玉県川越市） - 比企郡松山町（現・埼玉県東松山市） - 児玉郡児玉町（現・埼玉県本庄市）および群馬県高崎市を経て群馬県群馬郡渋川町（現・群馬県渋川市）に至る鉄道の敷設仮免許を受けた。
ついで1911年（明治44年）11月11日に東上鉄道創立総会が開かれ、取締役社長に根津嘉一郎が就き、本社を東京府東京市本所区小梅瓦町（現: 東京都墨田区押上一丁目）の東武鉄道本社に置いた。資本金は450万円。実際の東上鉄道本社は川越に置かれたが、根津嘉一郎が東上鉄道の経営に乗り出すと、本社登記地のみ押上の東武鉄道本社に変更された。
仮免許下付段階における計画では、渋川から新潟県方面への延伸構想も盛り込まれていた。「氷川・池袋・練馬・白子（現・和光市）・膝折（現・朝霞市）・大和田（現・新座市）・竹間沢（現・入間郡三芳町）・大井（現・ふじみ野市）・川越・小坂・松山（現・東松山市）・菅谷（現・嵐山町）・能増（現・小川町）・今市・小前田（現・寄居町）・児玉（現・本庄市）・藤岡・山名・飯塚（現・高崎市）・金古・渋川・棚下・沼田・真庭・湯原・綱子・万太郎・土樽・湯沢・塩沢・六日町（現・南魚沼市）・浦佐・小出（現・魚沼市）・堀内・十日市・長岡」として、氷川 - 渋川間を第一期線、渋川 - 長岡間を第二期線と位置づけていた。川越・児玉往還（東京 - 高崎）、三国街道（現国道17号。高崎以遠）と旧街道筋に沿って敷設する計画であったことが分かる。
この計画当時の予定と現路線とで経路が多少異なっているのは、地域住民から様々な誘致活動があったためである。たとえば志木付近の商人による誘致により、計画では白子（和光市）から川越街道沿いに敷設する予定であった路線が、大きく北にカーブを描く形で朝霞へと至るルートに変更されている。
また川越以北の延伸では、宿場町でなく人口が多い周辺の町を経由するように計画が見直され、坂戸、小川、寄居など当初の敷設計画になかった町を経由したため、路線は数ヶ所においてうねった曲線を描いている。
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敷設免許が下付された。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）に至る軽便鉄道免許、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免許がそれぞれ下付された。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。
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。埼玉西部と東京池袋を結ぶ小川町駅以南の沿線地域は新興住宅地の開発が盛んである。近年は大型マンションが増えている。このように沿線の住宅開発が進んでいるため、多くの人が利用し、東武鉄道の中でもトップクラスの収益を上げる路線である。
池袋 - 小川町間では、現行のATSに代わる新しい運転保安システムとしてT-DATC（東武型デジタルATC）と呼ばれるATCの導入が行われ、2015年1月31日にまず川越市 - 小川町間で使用を開始し、2015年9月26日には池袋 - 川越市間でも使用を開始している。
2019年現在、板橋区の大山駅付近（大山金井町・山手通り交差地点付近〜大山駅〜仲町）約1.6kmについて、連続立体交差事業（鉄道高架化）の事業化を行う計画が進められている。構造形式は高架式（かさ上式）および地表式で、高架化後も大山駅は相対式ホーム2面2線となる予定。本事業に伴い、対象区間に存在する踏切8ヶ所が撤去される予定。事業主体は東京都で、2021年度に都市計画事業の認可取得を予定し、2030年度の完了を想定している。
当線は東京都都心部と埼玉県南西部を結ぶ通勤・通学路線として、また、日中の生活路線として機能している。各種別の現行の停車駅は「駅一覧」を参照。
日中の東京地下鉄（東京メトロ）副都心線直通列車（東京急行電鉄東横線・横浜高速鉄道みなとみらい線直通）が東上本線内を急行運転し、Fライナーを名乗るようになった2016年3月26日ダイヤ改正までは、普通列車（各駅停車）は和光市駅 - 志木駅 - 川越市駅間では東京地下鉄有楽町線・副都心線直通列車を中心に設定されていた。和光市駅 - 志木駅間は都市高速鉄道13号線として計画されていた区間であり、この区間は東上線で唯一の複々線区間であるとともに踏切も一切設置されておらず速達列車は高速運転が可能となっている。また、複々線区間内においては時間帯・地下鉄線直通の有無に関係なく普通列車は内側の線路を走り、速達列車（TJライナー・快速急行・快速・急行・通勤急行・準急）のうち地下鉄副都心線直通列車の急行と快速急行は内側の線路を走り、その他の優等列車は外側の線路を走る。なお、8月に朝霞市民まつり「彩夏祭」の花火大会が開催される日には臨時ダイヤで運転するが、その際は会場の最寄りである朝霞駅が非常に混雑するため、旅客の転落防止及び通路用として3番線にドア開放した回送列車を留め置くため、その時間帯の上り列車はすべて外側線を使用する。
日中時間帯の川越市駅 - 坂戸駅・小川町駅間は、急行が普通（各駅停車）列車の役割を果たすが、2013年3月16日のダイヤ改正により、4本中3本が森林公園発着となったため、森林公園以北は、残りの急行1本と快速が普通列車の役割を果たす。朝と夕方以降は、早朝と深夜に数本ずつ池袋駅発着の普通列車小川町行きがある。基本的には川越市以北は地下鉄直通の普通列車および準急、急行が普通列車の役割を果たすが、半分以上が森林公園駅発着であり、夕方以降の上り、平日朝8時 - 10時までの上り、土休日8時 - 10時までの上下線の快速急行と夕方以降の下りのTJライナーが森林公園駅 - 小川町駅間の普通列車の役割を果たす。
2016年3月改正ダイヤでの昼間1時間あたりの運行本数は、以下のようになっている。
都市高速鉄道13号線は、渋谷 - 池袋 - 小竹向原 - 和光市 - 志木間を結ぶ路線として計画され、これに基づき小竹向原 - 和光市 - 志木間が先行して整備・開業し（小竹向原 - 和光市: 東京地下鉄、和光市 - 志木: 東武東上線複々線）、地下鉄8号線（新木場 - 有楽町 - 池袋 - 小竹向原）と合わせて有楽町線と呼ばれていた。東上線は、和光市駅から東京メトロ有楽町線・副都心線（また、副都心線を介して東急東横線・横浜高速鉄道みなとみらい線）へ相互直通運転を行っており、小竹向原・飯田橋・有楽町・新木場（有楽町線）方面、新宿三丁目・渋谷（副都心線）方面、自由が丘・横浜（東急東横線）方面、みなとみらい・「元町・中華街」（みなとみらい線）方面へ乗り入れている。
東上線または地下鉄線で人身事故などの輸送障害が発生した場合、直通運転を中止することがある。その際、下り方面から来た直通電車は和光市駅に進入できないため、朝霞駅以北で運転を打ち切る。また、東上線の都内区間（池袋駅 - 成増駅間）で輸送障害が発生して運転を見合わせた場合については、運転再開までは直通運転区間である和光市駅 - 川越市駅間で直通列車のみで運行を継続する場合も多い。運転再開後も平常運転を基本とするが複々線区間が終わる志木駅到着までは時刻通りで運行される。ただし、運転状況によって、直通運転を中止して、副都心線からの志木行は副都心線内で和光市行に変更されることもある。運転再開後の遅延した急行の待ち合わせは志木駅で行い、急行などを先行させた後に発車する。上り線でも同様の処置が行われる。運転再開までは和光市駅やJR武蔵野線との乗換駅である朝霞台駅で乗客が溢れる。
東上線から有楽町線および副都心線 - 東横線 - みなとみらい線への相互直通列車について、どの列車がどの車両で運転されるかは『MY LINE 東京時刻表』（交通新聞社）の列車番号欄にて判別ができる。列車番号末尾アルファベットの「T」が東武車両（01T以降の奇数番号）、「S」が東京メトロ車両（8両編成は01S - 19S／10両編成は21S以降の奇数番号）、「K」が東急車両（8両編成は01K - 49Kで横浜高速鉄道車両と共通運用／10両編成は51K以降）となっている（「M」は西武車両で02M以降の偶数番号）。なお、列車番号が6桁の数字で表記されている東横線・みなとみらい線では上3桁が運用番号で、800番台が東武車両、700番台が東京メトロ車両、000番台が東急・横浜高速車両となっており（100番台は西武車両）、例えば「01T」の場合は東横線・みなとみらい線では「801」となる。
現行の停車駅に関しては「駅一覧」の節を参照。以下において「平日」「土休日」はダイヤ設定上の曜日を指す。
2008年6月14日のダイヤ改正で新設された種別。英文表記は「LINER」。シンボルカラー（ロゴマーク）は青を基調とする。停車駅案内におけるラインカラーはオレンジを使用。ホームライナー的な運用を行う種別であり、ふじみ野駅 - 森林公園駅・小川町駅までの各駅への速達性を高め、かつ「座席定員制」として快適な車内環境を確保する目的で設定された。また、森林公園駅から先、小川町方面は各駅に停車し、後述の快速急行や快速同様、普通列車の役割を果たす。2019年3月からは「座席指定制」へ移行する。
当初は夕方以降に下り列車のみ平日6本・土休日4本の運行であったが、ダイヤ改正のたびに増便を行い、2016年3月26日のダイヤ改正時点では下りが平日13本・土休日9本の運行となっている。またこの改正から、平日朝に上り列車が森林公園発池袋行きで2本新設された（途中駅降車不可）。なお上り列車は、下り列車が停車する川越市駅を通過する。
乗車時には着席整理券が必要となり、下り列車では、池袋駅での乗車時は運賃のほか着席整理券310円が必要であるが、ふじみ野駅から先の停車駅では着席整理券310円は不要になる。上り池袋行きでは、森林公園駅・東松山駅・坂戸駅・川越駅での乗車時は着席整理券410円、ふじみ野駅での乗車時は310円が運賃と別に必要である。なお、着席整理券は下り列車は池袋駅で当日のみ購入可能だが上り列車は池袋駅、ふじみ野駅 - 森林公園駅、小川町駅で前日から購入可能である。またチケットレスサービスは1週間前から購入可能である。2014年4月からの消費税率変更のため、着席整理券が300円から310円に値上げされた。
英文表記は「RAPID EXPRESS」または「RAPID EXP.」。シンボルカラーは青。2013年3月のダイヤ改正までは緑だった。平日は上りのみ、土休日は朝下りと上りで運行される。停車駅は改正前の特急停車駅に志木駅が加えられたものとなっている（志木駅には1998年3月のダイヤ改正まで特急が停車していた）。以下の2系統に大別される。
2013年3月16日のダイヤ改正で新設された種別。シンボルカラーは水色で、英文表記は「RAPID」である。
快速急行と急行の中間の種別として日中に運行され、日中の最速達列車として運行される。全列車が池袋駅発着で運転され、有楽町線・副都心線には乗り入れない。
停車駅は、快速急行停車駅に成増駅 ・朝霞台駅・ふじみ野駅 ・若葉駅を加えたもの（池袋駅 - 川越市駅間の急行停車駅 + 川越市駅 - 小川町駅間の快速急行停車駅 + 若葉駅）で、日中1時間に2本の運行。2013年のダイヤ改正後は急行が日中1時間に4本の運行となることから、和光市駅 - 川越駅間では急行とあわせて速達列車が1時間に1本の増となっていたが、快速通過駅、特に川越市駅 - 東松山駅間の通過駅は減便されたため、後述するFライナー・急行が登場する2016年3月26日のダイヤ改正で、日中の準急の増便を図り通過駅の乗り継ぎを向上させた。
ほとんどの列車が成増駅で普通列車に、ふじみ野駅で川越市駅発着の準急、川越市駅では森林公園駅発着の準急と緩急接続を行う。また、森林公園駅では急行と接続する。なお、先発する急行とは平行運転を行っているため、下り列車の方が上り列車よりも所要時間が多くかかる。小川町駅で寄居方面の列車と接続している。
2016年3月のダイヤ改正から、平日の上り23時台に1本新設された。この列車はTJライナー（最終列車）の送り込み運用であるため50090系が限定使用され、上り快速急行と同じく進行方向を向いたクロスシートで運行される。また、川越市駅で接続する準急が森林公園駅発着となり緩急接続を行うようになったため、快速通過駅の霞ヶ関駅・鶴ヶ島駅・北坂戸駅・高坂駅利用客の利便性が向上した。
本種別は2013年のダイヤ改正で登場し、日中時間帯に川越市駅以北でも通過運転を行う種別は本種別が初である。登場時点では日中のみの運転であったが、終日TJライナー、快速急行、快速のいずれかが運転されるようになったため、東松山駅以北の利便性が大きく上昇した。しかし当初は日中は川越市以北で準急の運転は行っておらず、さらに快速を登場させるときに日中の急行を毎時一本ずつ置き換えたため快速通過駅では減便になるなどの問題点があった。
その後、2016年のダイヤ改正により、日中の準急の大半が森林公園発着となり、川越市で本種別と接続するようになった。それにより、川越市以北の通過駅を利用する人も本種別を利用できるようになり、さらに快速通過駅でも毎時6本の本数が確保されるようになり、利便性が大きく向上した。また、当改正により平日の夕方上りや深夜の上りにも設定されるようになり、運転時間帯も大きく拡大された。
終日設定されている。英文表記は「EXPRESS」。シンボルカラーは赤。以下の2系統に大別される。
2008年まではラッシュ時は準急・通勤急行のみの運転で、日中のみの運転であったが、ダイヤ改正により通勤急行の一部を置き換え終日運転されるようになる。さらに日中時間帯の準急を1本急行に変更し、毎時5本運転されるようになる。しかしそれにより日中の準急が毎時3本に変更され、しかも等間隔ではないため準急ユーザーにとっては利便性がかなり悪化した。ただ、当改正により日中の準急は終点まで先着するダイヤになったため、所要時間は短縮された。
2011年のダイヤ改正により、日中は12分間隔での運転になり、さらに日中にふじみ野で準急と急行が接続するパターンが復活した。5本運転されるうちの2本が準急に、残りの3本が普通に接続するようになった。
2013年のダイヤ改正により再び15分間隔の運転に戻され、さらに快速が運転されるようになったため川越市以北の快速通過駅では減便となった。また、毎時4本運転されるうちの3本が森林公園止まりとなり、小川町行きの急行は激減し、森林公園発着がメインになった。
終日設定されている。シンボルカラーは緑（2013年3月のダイヤ改正までは青）、で、英文表記は「SEMI EXPRESS」もしくは「SEMI EXP.」である。運行区間は朝夕が全区間、日中が池袋駅 - 川越市駅・森林公園駅間（通過運転区間が池袋駅 - 成増駅間のため地下鉄線直通区間の普通と停車駅に差がなく、有楽町線・副都心線直通の設定はない）。
日中は1時間に4本運転。森林公園駅発着はふじみ野駅で副都心線直通の急行に、川越市駅で快速と緩急接続する。川越市駅発着はふじみ野駅で快速と緩急接続し、和光市駅で副都心線直通の急行に、川越市駅で池袋駅発着の急行と接続する。夕方時間帯に、ふじみ野駅で急行と快速急行（またはTJライナー）の計2本を待ち合わせる列車がある。
2008年6月13日まで、朝が8 - 10分間隔、日中が15分間隔、夕方が12分間隔、早朝と深夜が5 - 22分間隔だった。また、急行列車の運転時間帯はふじみ野駅で、後発の急行に待避接続するダイヤ設定であったが、翌14日のダイヤ改正以後、日中は1時間に4本から3本に減便されたため、志木駅 - 川越駅間の急行通過駅では減便となった。また、ふじみ野駅での緩急接続もなくなった。
2011年3月のダイヤ改正より、日中はおおむね20分間隔での運転となり、このうち下り列車は、成増駅で急行と緩急接続をする列車・ふじみ野駅で急行と緩急接続をする列車・川越市駅まで先着する列車がそれぞれ1本ずつであり、上り列車は、ふじみ野駅で急行の待ち合わせをする列車が2本・池袋駅まで先着する列車が1本であった。また、平日の夕方ラッシュ時の準急小川町行き4本については、森林公園駅で当駅止まりのTJライナーからの接続を行っていた。
2013年3月のダイヤ改正で、快速列車新設に伴い1時間に2本に減便された。
2016年3月のダイヤ改正からは、池袋駅発着の急行（改正前は1時間に4本）のうち2本が副都心線直通となったため、この2本の急行の代わりに副都心線直通系統と和光市駅で接続する準急を1時間に2本設定した。これにより2008年6月の改正前と同じ1時間に4本となった。また、残りの2本が森林公園駅発着となり、川越市駅 - 東松山駅間の快速通過駅では1時間に2本増便となった。森林公園駅発着系統は川越市駅で快速と緩急接続を行うため、快速通過駅の利便性も向上した。さらに上り川越市始発の初電車が普通から格上げされ、池袋駅への到着が5:29と早くなった（この格上げに伴い、成増駅で始発の普通池袋行きと接続する形がとられた）。
かつては朝ラッシュ時間帯の上りの準急がときわ台駅に停車していたことがあった。これは当時、当該時間帯において準急と普通が平行運転を行っていたため、準急は途中駅での時間調整が必要であったためである。1983年改正当時の時刻表には「ときわ台に準急はとまりません」の注意喚起があった。
終日設定されている。路線図上のシンボルカラーは黒で、英文表記は「LOCAL」。池袋駅発着系統と地下鉄直通系統、小川町以北の区間運転に分かれる。
東武東上線沿線にある観光地川越で、毎年10月に開催される「川越まつり」に合わせて、2018年10月20日・21日に池袋駅 - 川越市駅間で、初めて運転された。停車駅は、下りは池袋駅・川越駅・川越市駅で、上りは快速急行と同じ停車駅である。
2019年3月16日のダイヤ改正で新設予定の種別。50090系のクロスシートで運行され、乗車券のみで乗車が可能である。川越への観光客をターゲットにしており、土休日は下り2本・上り4本が、平日は下り2本・上り3本が運行される。2008年に廃止されたかつての特急が停車していた和光市駅は通過となり、朝霞台駅に停車する。
1949年から1967年まで、春と秋の行楽シーズンの休日に行楽列車「フライング東上」が、池袋駅 - 寄居駅間（秩父鉄道線に直通運転していた時は長瀞駅まで運転）で運行されていた。
この愛称はイギリス国鉄（当時）の「フライング・スコッツマン」にあやかったもので、運行開始当初は無料特急として運行された。
「フライングカー」と呼ばれた専用車両は、深紅の塗装（後に黄色の帯が入れられた）で専用のヘッドマークも用意されたほか、音楽を流す放送装置を備えていたために「ミュージックカー」と称していた。その後、濃い青に黄色の帯の塗装に変更され、程なく日光線の特急で使用された5310系（デハ10系)を使用した。
1954年に特急料金を導入したが、あまり乗車率は良くなく、1956年頃を境に特急料金は廃止され、無料の乗車座席整理券を配布する方式になった。さらに1962年には伊勢崎線急行増発のために5310系は本線へ異動になり、急行に格下げされた末期は8000系などの通勤形電車での運行となった。
2015年11月28日から、東上線全線開通90周年記念として50090系（10両 51092編成）・8000系（4両 8198編成）のそれぞれ1編成ずつを「フライング東上」専用車両使用当時の濃い青と黄帯のカラーとし、当時のヘッドマークを模したヘッドマークを付けて運行を開始している。
行楽急行として運行開始されたが、1971年の急行設定に伴い、種別を「特急」に変更した。秩父鉄道線への直通運転は通勤車両による運行となった後も1992年まで行われていた（後述）。また、愛称も付けられ、先頭車の前面にはヘッドマークも掲出されていた。なお台形のヘッドマーク掲出は1979年11月改正から1987年11月の方向幕表示変更までの8年間である。また1979年以前の特急は川越駅は通過駅であった。
特急に種別変更後の運行形態は次の通りである。
1987年8月25日のダイヤ改正で新設された種別。2016年2月時点で平日の朝ラッシュ時に上り6本（おおむね15分間隔）のみ設定されていた。英文表記は「COMMUTER EXPRESS」または「COM. EXP.」。シンボルカラーは桜または紫。2008年以降の平日朝ラッシュ時間帯は急行・通勤急行・準急の3種別を運転し、1つの種別への乗客集中を避け、遅れを生じないようにしていた。4本目と5本目が小川町発で、それ以外は森林公園発で運行されていた。停車駅は志木駅以北の各駅および和光市駅・成増駅・池袋駅。なお、急行が停車する朝霞台駅を通過するため、代わりに志木駅で普通列車との接続が行えるようになっていた。2016年3月25日限りで運転を終了し、翌日のダイヤ改正をもって廃止となった。
秩父鉄道秩父本線に直通を開始したのは1949年（昭和24年）4月3日からのことで、当時は準急列車が乗り入れていた。特急「フライング東上」号も長瀞まで直通していた列車もあった。
昭和30 - 40年代には様々な秩父鉄道直通列車が運転され、行楽急行として「みつみね」「ながとろ」「ちちぶ」「うらやま」などの愛称を付けて運転されていた。
特急に種別変更後は池袋 - 三峰口間の「ちちぶ」（後の「みつみね」）、池袋 - 長瀞（上長瀞）間の「ながとろ」に集約され、さらに1979年改正で休日ダイヤのみの運転に縮小される。また1983年改正では、小川町で系統分割が行われる。
しかし、西武鉄道の秩父鉄道乗り入れ開始（当時は野上駅まで）に対抗するため、1989年（平成元年）のダイヤ改正から池袋駅 - 秩父鉄道直通が再開された。
再開にあたり、西武鉄道との対抗上それまで東松山駅以北が各駅停車だった停車駅体制が見直され、小川町駅 - 寄居駅間の途中駅が全駅通過運転となった。なお、この2列車は全区間8000系6両編成で運行され、混雑を緩和するために小川町発着の10両編成の急行が数分の間隔で前後に運転される方式となった。
そのため、急行の後を追って途中追い抜くことなく運転されたことから、所要時間は急行と大差なかった。また、当時の広報誌「ゆぁ東上」では行楽シーズン時には寄居方に増結を行い森林公園で切り離しを行うことがあると書かれていたが、実際には行われていない。
1989年の池袋駅 - 秩父鉄道直通復活時の停車駅は以下の通り。
運転時刻は以下の通り。
しかし、秩父鉄道が東武鉄道と互換性のないATSを導入することになり、特定車両使用の困難さから1992年（平成4年）3月29日をもって秩父鉄道への直通は中止され、「みつみね」と「ながとろ」は愛称名なしの池袋 - 寄居間の特急となった。また、ほぼ同時期に西武鉄道による秩父鉄道乗り入れ列車の運転区間が野上駅から寄居駅に延長されている（その後、2007年（平成19年）3月6日から運転区間が長瀞駅までに短縮されている）。
2007年7月21日に開催された秩父鉄道・東武鉄道合同リレーイベントでは、森林公園から寄居まで「東武リレー号」を、秩父鉄道では寄居 - 三峰口間の往復で「SLパレオエクスプレス」（貸切扱い）をそれぞれ運転し、寄居駅での接続体制を取った。
東武東上本線は東武本線系統と直接連絡していないため、旅客列車の秩父鉄道直通運転終了後も、本線系統との間において車両回送を行う場合は、引き続き秩父鉄道を介して運転されている。その牽引用として8000系2両編成3本に秩父鉄道のATSを搭載する措置が取られた。
1920年（大正9年）の東武鉄道と東上鉄道の合併を受けて、本線（伊勢崎線など）系統と東上線系統の連絡を図る目的で計画された。1922年（大正11年）に東京府南足立郡西新井村（現・東京都足立区西新井駅） - 東京府北豊島郡上板橋村（現・東京都板橋区上板橋駅）間11.6kmについて免許申請を行い、1924年（大正13年）に下付されたが、1932年（昭和7年）以降起業廃止された。なお、西板線計画時は本線系統の分岐線と位置づけられていたため、路線群総称としての「東武東上線」には含まれない。
1964年（昭和39年）から1972年（昭和47年）にかけて、都市交通審議会答申に基づく形で、埼玉県北足立郡大和町（現・和光市）大和町駅（現・和光市駅） - 東京都板橋区都営地下鉄6号線志村駅（現・都営地下鉄三田線高島平駅）間に、東武鉄道による新線4.8kmを建設し、完成後は同線を経由して東急泉岳寺線・池上線経由（旧）東急田園都市線（2018年現在の東急大井町線）方面との間で相互直通運転を行うことが計画されていた。同路線ははじめ東上支線、1969年（昭和44年）3月の板橋区住居表示実施による高島平の町名発足、および同年8月に行われた都営地下鉄6号線志村駅の「高島平駅」への改称後は「東武高島平線」の仮称で予定されていた。
1972年（昭和47年）3月1日運輸大臣に提出された「都市交通審議会答申第15号」にてこの計画は削除され、建設には至らなかったが、東武鉄道が保有していた地方鉄道敷設免許のうち高島平 - （仮称）三園町（みそのちょう）間1.5kmについては1973年（昭和48年）4月に東京都へ譲渡され、都営地下鉄6号線高島平 - 西高島平間として1976年（昭和51年）5月に開通した。
高島平駅ホームが2面4線構造であること、および上福岡駅寄居方に存在する引き上げ線（三田線からの直通列車が当駅で折り返すことを目的のひとつとして設置された。）は、高島平線計画の名残である。また、ATSを東京都交通局と共同で開発していたという記録も残されている。
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、東京急行電鉄が保有する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・東京急行電鉄・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。
全車両が森林公園検修区所属。
東京メトロ車両（和光検車区所属）
東京急行電鉄車両（元住吉検車区所属）
当線の開業時から1986年まで使用されていた機関車、ならびに貨車は省略している。
以下の列車に女性専用車が設定されている。なお、東上線池袋発着と地下鉄線直通列車では設定時間帯が異なっている。
2017年度の朝ラッシュ時最混雑区間は北池袋 → 池袋間であり、ピーク時（7:30 - 8:30）の混雑率は137%である。
有楽町線が営団成増まで開業した1983年度以降は、成増 - 池袋間で当路線と競合する形となり、190%を下回った。和光市駅まで延伸開業した1987年度以降は混雑率が180%前後で推移したが、輸送力の増強と輸送人員の減少により、1999年度以降は150%を下回っている。副都心線が全線開業した2008年度は、運転本数が毎時24本に削減されたことで混雑率が146%に上昇したが、輸送人員の減少により2009年度以降は140%程度で推移している。
急行と準急は全体的に混雑率が高い。和光市駅到着時点で後方車両が混雑する傾向があり、池袋駅到着時点で車両位置に関わらず混雑率が高くなる。池袋駅を8:00 - 8:30頃に到着する列車が最も混雑するが、ふじみ野駅で急行に接続しない準急は特に混雑する。一方で、普通列車は全体的に混雑率が低い。
近年の輸送実績を下表に記す。表中、最高値を赤色で、最高値を記録した年度以降の最低値を青色で、最高値を記録した年度以前の最低値を緑色で表記している。すべて両方向の列車の待避が可能である。
東上線では下記の周遊券を発売している。
このほか、東上線サイクリングクーポンを2015年12月まで発売していた。