相鉄5000系電車
5000系は非常に斬新な車両であったが実験的な要素も多くあり、前述のように主に車体構造の問題から早期の引退を強いられた。しかし走行設備などには耐用年数に満たない部品もあり、これらを流用したうえで車体を新造し、コストの削減と共に輸送力の向上を図ることとなった。軽量車体であった5000系の走行機器を流用するため、性能が低下しない様に新しい車体の材質には軽量性に優れるアルミニウム合金が用いられた。そのため20m級車体への大型化、及び冷房装置の搭載にもかかわらず、自重を改造前と同程度の30t前後に抑えることに成功した。この改造工事は地元の横浜市に工場を持つ東急車輛製造で行われた。
こうして1972年(昭和47年)と1975年(昭和50年)の2回に分けて5000系20両全車の機器を流用した上で、形式を5100系とした。足回りは流用品を多用するが、書類上の扱いは新造とされている。機器を流用した後に5000系の特徴的な車体は全て解体された。
なお、厚木駅における車両の解体はこの5051Fが最後になり、以後の解体車両は主要部品をかしわ台車両センターで抜き取った後に、解体場所へと陸送される形となっている(この理由については相模鉄道からの公式発表は無いが、2005年はアスベストによる健康被害が大きく話題になった年であり、相鉄でも8月付で使用箇所の公表や2006年8月付で販売した鉄道部品の回収を行っている)。
営業運転復帰後の5053Fは予備車扱いとなっていたものの、検査などで運用を外れた編成の埋め合わせをする形でほぼ連日運用に入っていた。2007年(平成19年)には全般検査も受けている。しかしながら、早期の廃車が予定されていたために他系列では行われている車両連結面の転落防止幌取り付けや、塗装変更は施工されなかった。
2008年(平成20年)5月の設備投資計画で、新型車両11000系に置き換えられることが発表された。11000系は同年10月に到着したものの、調整が遅れたために年度内の運用開始は出来なかった(2009年6月から運用開始)。しかしながら、本系列の運用は予定通りに2008年度内となる2009年(平成21年)2月11日の記念列車を持ってすべて終了し、終了後は速やかに解体場所へ向けて搬出された。2005年の運用復帰から3年半、5100系化後運用離脱するまでの営業運転期間は36年半(初代5000系時代を含めると54年)だった。