東急大井町線
大井町線延伸のための線増工事。溝の口駅は相対式2面2線から、上りが島式1面2線・下りは相対式1面1線を併せ持つ2面3線構造となった後、大井町線延伸に伴い島式2面4線構造となった。
6020系および6000系(一部編成のみ、2019年5月から)の3号車をロングシートからクロスシートへ転換可能な車両に置き換え、平日夕方以降の大井町駅発田園都市線直通の急行長津田行の一部列車を、座席指定サービス車両として運用する。座席数は45席。座席指定料金は一律500円で、大井町駅 - 二子玉川駅間は乗降可能、溝の口駅 - 長津田駅間は降車専用となる。列車指定券は大井町駅、旗の台駅、大岡山駅、自由が丘駅、二子玉川駅の各駅の駅窓口で販売されるほか、販売専用webサイト「Qシートチケットレスサービス」でも購入できる。列車指定券は乗車当日の朝5時から発売され、チケットレス購入も可能である。サービス開始初日は、発売開始から3時間以内に全ての指定券が売り切れた。
2020年4月27日より、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)流行の影響でサービスを休止していたが、同年10月12日より一部列車でサービスを再開した。2021年10月11日現在、大井町駅発21時台までが運行されている。
座席指定券確認のため、大井町線内旗の台駅 - 二子玉川駅間は大井町方最後部1か所のみドアを開閉する。大井町駅は中央2か所(両端も開くが、進入禁止幕が貼られる)のみドアを開閉。溝の口駅から先は全てのドアが開くが渋谷より1か所以外はガードが張られているため侵入ができない。ただし、青葉台駅を発車後に全てのガードが畳まれ手すり脇に格納される。
運行開始当初、たまプラーザ駅 - 長津田駅間は乗車券のみで乗降可能なフリー乗降区間であったが、2023年3月18日のダイヤ改正で、フリー乗降区間を廃止し全区間で座席指定券が必要となった。
1943年の溝の口線編入から1979年までは、大井町駅から二子玉川園(現・二子玉川)駅を経由し、二子玉川園駅以西の現在の田園都市線区間へ運行する形態が基本的な運行であった(1963年から1979年までは大井町駅 - 二子玉川園駅間も「田園都市線」の路線名であった)。なお、二子玉川園駅の高架化後は線路配置の関係で同駅での折り返しがしにくかった時期があり、二子新地前(現・二子新地)駅に逆方向の片渡り線を設けて、一部は二子新地前駅折り返しの列車も設定されていた。また、ラッシュ時間帯には梶が谷、溝の口、鷺沼の各駅を発着する列車も運転されていた。その後、新玉川線(現在の田園都市線渋谷駅 - 二子玉川駅間)の開業後に二子玉川園駅以西からの一部列車が新玉川線渋谷方面へ直通するようになる。
1979年には、大井町線の分離によって、一部を除き二子玉川園駅以西へは運転されなくなり、大井町 - 二子玉川園間の運行が基本となった。同時に一部のみ設定されていた二子新地駅折返し列車の設定がなくなり、系統分離直後に同駅の渡り線を撤去した。
1979年の系統分離以前には快速列車が運転されていた時期があったが、快速運転は二子玉川園駅以西で行われ、現在の大井町線にあたる大井町 - 二子玉川園間ではすべての列車が各駅に停車していた。
営業運転ではないが、長津田車両工場や東京地下鉄(東京メトロ)鷺沼車両基地への入出場のため、東急の他路線の車両や横浜高速鉄道・東京メトロ日比谷線の車両が当路線を回送列車として走行することがある。