京王相模原線
2015年9月25日ダイヤ改正で新設された。途中停車駅は、笹塚駅・明大前駅・千歳烏山駅・調布駅・京王稲田堤駅・京王永山駅・京王多摩センター駅・南大沢駅で、現在の特急停車駅と同じである。京王線新宿駅 - 橋本駅間の運転が基本で、平日朝に京王線新宿発京王多摩センター行も設定されていた。
2018年2月22日ダイヤ改正より、京王多摩センター駅を境に種別を各停へ変更する列車が設定された(対象列車は京王永山駅 - 橋本駅間で実質各駅停車となるが、種別変更は京王多摩センター駅で行う)。
2022年3月12日のダイヤ改正で特急に統合される形で廃止された(実質的には特急が廃止され、準特急を特急に改名した)。
このため、主に相模原線内列車のみの運用に使われていた6000系5扉車の6721Fは運用を離脱した。2010年3月19日のダイヤ修正では日中の列車はすべて10両編成化され、都営地下鉄の車両を含む8両編成は夕方以降に見られるようになった。
相模原線内運転の列車は、調布駅付近の地下化以前は、調布駅にて本線上を利用して折り返しが行われていた。2012年8月19日の調布駅付近地下化以降はつつじヶ丘駅まで一度回送して、つつじヶ丘駅構内で折り返していた。
2018年2月22日ダイヤ改正より、一部の準特急及び急行は京王多摩センター駅で種別を各駅停車に変更する列車が設定された。2019年2月22日ダイヤ改正より、一部の特急にも京王多摩センター駅で種別を各駅停車に変更する列車が設定された。
2022年3月12日ダイヤ改正より日中に運転される特急の全列車と一部の急行が京王多摩センター駅で種別を各駅停車に変更するようになった。
京王線、井の頭線とともに京王電鉄の主要路線であり、京王電鉄の路線では唯一、神奈川県内も沿線とする路線である。東京都心方面への通勤・通学路線であり、京王多摩センター駅を中心に若葉台駅 - 多摩境駅間に広がる多摩ニュータウンへのアクセスを小田急多摩線とともに担っている。ほとんどの列車は調布駅から京王線に直通して東京の副都心・新宿と相模原市北部の拠点地域である橋本を結んでいる。
快速や区間急行を中心に都営地下鉄新宿線と相互直通運転をする列車も多く設定されている。京王永山駅 - 京王多摩センター駅間は小田急多摩線と完全に並走しており、新宿駅 - 京王永山駅・京王多摩センター駅間で小田急と競合関係にある。全線が高架または地下化されており踏切は存在しない。終点の橋本駅は将来的にリニア中央新幹線の神奈川県駅(仮称)が設置される予定である。