上田電鉄別所線
廃止は免れたものの1970年代中盤に一時期回復した利用客は再び低迷し始め、1980年代に入るとそれは顕著になり、運行本数の再編や保有車両の整理などを行うも、計上する赤字額は増え続けた。そのため、国の欠損補助金支給基準を満たすことが困難な状況が続いていた。
そのような中で1986年には架線電圧を1500Vに昇圧し、東京急行電鉄(現在の東急電鉄)から経年の比較的浅い余剰車両を譲り受け、「丸窓電車」などの修理部品が不足していた旧型車を全廃して車両保守にかかるコストを削減。さらに上田市の支援による駅施設等設備の改善を行ない、1980年代末から1990年代には乗客は再び増加に転じた。
1992年末の国の地方私鉄に対する軌道整備補助事業見直しにより、欠損補助金支給は打ち切りとなったものの、打ち切り後の1993年には元東急7200系電車を東京急行電鉄から購入し全営業車両の冷房化を果たした。北陸新幹線の先行開業も控えておりさらなる収支改善の可能性が見込まれたことから、増便や1910年代製造の古いレールを使用していた架線柱をコンクリート製の安定したものに取り換えるなどの設備投資を行いサービス向上に努め、1990年代半ばには1973年の廃止方針提示以前の利用客数に回復。欠損補助金支給が必要とされる状況を脱し、補助金打ち切りの影響を最小限に食い止めた。
1997年の北陸新幹線長野開業(長野新幹線)に伴う上田駅再整備の一環として、翌1998年には起点の上田駅ホームの高架化や、しなの鉄道(元JR東日本信越本線)との共用改札を廃止して独立した改札口を設けるなど設備も進展した。これと前後し、全て電車のワンマン運転も開始している。
1986年9月までの架線電圧が750Vであった時代は、自社発注のモハ5250形(丸窓電車)をはじめ、買収国電の改造車や長野電鉄からの譲受車など雑多な車種が使用されていた。しかしそれ故に電動車の制御方式の不統一など合理的な保守が困難な状態であったことに加え、それらの大半は経年車であったために交換するための部品も不足していた。
このような事情を鑑みて車両の近代化を決定し、同年に東急5000系電車 (初代)2両編成4本と東急5200系電車2両編成1本を譲り受け、それぞれ5000系および5200系電車として同年10月より運用を開始した。これに伴い従来の車両は全廃され、同時に架線電圧を1500Vに昇圧し、全ての列車が2両編成での運行となった。なお、5000系および5200系には東急時代と同じく冷房は搭載されていなかった。
1993年には東急7200系電車2両編成5本を譲り受け、同年5月28日より7200系電車として運用を開始し、従来の5000系と5200系を全て置き換えた。7200系は全ての編成が冷房車であり、これによって上田交通は長野県内の私鉄で初めて営業車両の100%冷房化を達成した。
路線距離(営業キロ):11.6km
軌間:1067mm
駅数:15駅(起終点駅含む)
複線区間:なし(全線単線)
電化区間:全線電化(直流1500V)
閉塞方式:自動閉塞式
最高速度:60km/h
交換可能駅:3駅(城下駅、上田原駅、下之郷駅)
鉄道むすめ - 作中で同線が舞台の一つになっており、八木沢駅と舞田駅に由来するキャラクター「八木沢まい」が上田電鉄公認で設定されている。
1000系 - デハ1001 - 1004・クハ1101 - 1104 1001F(デハ1001 - クハ1101) - 元東急1015F(デハ1315 - クハ1015) : 2008年3月購入 1002F(デハ1002 - クハ1102) - 元東急1018F(デハ1318 - クハ1018) : 2008年3月購入 1003F(デハ1003 - クハ1103) - 元東急1014F(デハ1314 - クハ1014) : 2008年12月購入 1004F(デハ1004 - クハ1104) - 元東急1016F(デハ1316 - クハ1016) : 2008年12月購入
6000系 - デハ6001、クハ6101 : 2015年3月購入