東急東横線
2003年1月に東急が発表した報道発表資料においては、2004年1月30日終電をもって高島町駅および桜木町駅の営業を終了・廃止し、終電後から始発前までに東白楽駅 - 反町駅間において地下線に切り替え作業を実施し、翌31日からは乗務員の習熟訓練・営業運転開始に伴う機器調整等を行うため、渋谷駅 - 横浜駅間のみの区間運転を行い、横浜高速鉄道みなとみらい線の開業はその約1週間後を予定するとされていた。
ところが、みなとみらい線開業まで横浜から桜木町駅において代行バスを用意するよう国土交通省からの指示もあったことから、この区間運転期間を最小限に止めるため、同年7月に発表された報道発表資料では2月1日に開業するとされた。
そこで、発表された計画を一部変更し、開業3か月前の2003年11月上旬に横浜高速鉄道所属車両であるY500系1本(Y516編成)、東急からは9000系1本(9008F編成)を、長津田工場から東白楽駅付近に仮設された地下搬入線路までトレーラーで陸上輸送し、みなとみらい線内に搬入し、横浜駅 - 桜木町駅間の廃止前に反町駅 - 元町・中華街駅間での習熟運転を先行して実施した。このことは、一部の報道機関が取材に訪れるなど話題となった。これにより、桜木町駅営業終了から僅か1日置いた2月1日の開業にこぎ付けた。
予定通り1月30日の終電後に東白楽駅近くで線路地下化切り替え工事が行われ、翌1月31日からは反町駅、横浜駅は地下ホームとなった。同日の臨時ダイヤでは、渋谷駅 - 横浜駅間のみの運行とし、横浜駅ですべての乗客を降ろした後、みなとみらい線内は最終訓練を兼ねて回送をするというダイヤが組まれた。
1999年(平成11年) 3月16日 ダイヤ改正を実施。平日夜間の急行の増発と各駅停車の延長を行う。 4月16日 3000系(2代)営業運転を開始。 5月15日 多摩川園駅 - 武蔵小杉駅間の複々線化完成。
2000年(平成12年) 1月15日 3000系(2代)東横線での営業運転を終了。開業間近となる目黒線に転属。 3月30日 武蔵小杉駅 - 日吉駅間の複々線化工事に着手。 8月6日 多摩川園駅を多摩川駅に改称、同時に急行停車駅となる。目黒線が多摩川駅 - 武蔵小杉駅間の複々線のうち2線を使用開始。
2001年(平成13年)3月28日 ダイヤ改正を実施し、特急の運転を開始。同時に主に日中における日比谷線直通列車の本数を毎時4本から2本に削減。
2002年(平成14年) 1月29日 営団13号線(現・東京メトロ副都心線)との相互直通運転を決定。 5月10日 営団13号線(現・東京メトロ副都心線)との相互直通運転化工事に着手すると発表。
2003年(平成15年) 1月30日 横浜駅 - 桜木町駅間の鉄道事業廃止届出書を国土交通省に提出。 3月19日 ダイヤ改正を実施。中目黒駅が特急停車駅となる。また、通勤時間帯(朝上り4本・夕方下り15本)に通勤特急の運転を開始。 7月9日 横浜高速鉄道みなとみらい線との相互直通運転開始日が2004年2月1日に決定した。
2004年(平成16年) 1月30日 この日の終電で横浜駅 - 高島町駅 - 桜木町駅間(2.1km)の営業を終了(廃止は翌31日付け)。 1月31日 東白楽駅 - 横浜駅間を高架線から地下線に切り換え、反町駅と横浜駅が地下ホームとなる。当日は渋谷駅 - 横浜駅間のみ運転の臨時ダイヤ(みなとみらい線内は試運転を兼ねた回送)で運転された。
帝都高速度交通営団(現・東京地下鉄) 3000系(日比谷線。1994年6月10日に東横線への直通運転を終了) 03系(日比谷線。1988年7月1日 - 2013年3月15日。直通運転終了後も鷺沼工場への入場時に東横線内を走ることがあった。) 7000系(副都心線。2012年9月28日(先行営業運転) - 2022年4月18日に運用終了) 9000系(東京湾大華火祭臨時列車として武蔵小杉 - 日吉間のみ)
東京都交通局 6300形(臨時列車「みなとみらい号」のみ、2000年9月22日より2007年9月までは回送列車でも運転)
埼玉高速鉄道 2000系(臨時列車「みなとみらい号」のみ)
営団3000系
東京メトロ03系
東京メトロ7000系
東横線内の停車駅 : 渋谷駅 - 中目黒駅 - 自由が丘駅 - 武蔵小杉駅 - 菊名駅 - 横浜駅
主な運行開始の理由としては、JR東日本の湘南新宿ライン運行開始に先立ち、その対抗手段としての渋谷駅 - 横浜駅 - 桜木町駅(当時)間における競争力強化である。また、2000年8月6日のダイヤ改正より武蔵小杉駅 - 田園調布駅間において複々線の併用が開始(目黒線の開業)されたことで東横線のダイヤに余裕が出たことに加え、同日から急行が多摩川駅に停車するようになった。その結果、ダイヤ改正当時の急行通過駅(12駅)と同停車駅(11駅)の比率が逆転し、停車駅数が通過駅数を上回るようになった上、同駅・田園調布駅・自由が丘駅と3駅連続停車が生じたことや到達時間が延びたことで、利用客からクレームが頻発し(ほぼ1駅おきに停車することから、各駅停車をもじって「隔駅停車」と揶揄された)、新たな上位速達列車の導入を求められたことなどが挙げられる。
2016年3月26日のダイヤ改正で、東横線・みなとみらい線内特急・副都心線内急行・東武東上線内急行(2023年3月18日のダイヤ改正以降は快速急行)・西武線内快速急行の組み合わせとなる列車には「Fライナー」の愛称が付与されている。
2013年3月18日以降は、平日の始発から9時30分にかけて、8両・10両編成ともに、渋谷寄りの車両である1号車が女性専用車となる。対象区間は上下とも東横線・みなとみらい線全線で東横線内上り列車は東京メトロ副都心線池袋駅、相鉄線に直通する東横線内下り列車は東急新横浜線新横浜駅まで実施し、実施区間の途中であっても9時30分を以て一斉終了となる。
空港連絡鉄道として検討が進められている蒲蒲線が開通すれば、東急多摩川線を介して京急蒲田駅方面まで直通運転が可能となる。
現在は行楽期に「みなとみらい号」が運行されているが、かつては下記の名称の臨時急行が設定されていた。
綱島号 - 綱島温泉の観光目的のために設定。
さざなみ号 - 京浜急行電鉄とタイアップし、横浜駅で京急の湘南逗子(現在の逗子・葉山)行きの急行に接続。
勝山号 鹿野山号 - 東海汽船とタイアップして運行。当時は、横浜高島町に同社運航船の桟橋があり、同社の手によって、房総半島への定期船が運航されていた。
Y150たねまる号 - 2009年9月21日から23日にかけて運転された。これは同年9月まで開催されていた開国博Y150に合わせた臨時列車である。
日付は最終営業日の翌日
1946年6月1日廃止:並木橋駅(渋谷 - 代官山間)、新太田町駅(東白楽 - 反町間)
1950年4月8日廃止:神奈川駅(反町 - 横浜間) 京急本線にある神奈川駅とは場所が異なっていた。
1953年4月1日廃止:工業都市駅(武蔵小杉 - 元住吉間)
2004年1月31日の横浜 - 桜木町間廃止に伴い、以下の両駅が廃止された。 高島町駅:横浜駅から0.8km 桜木町駅:横浜駅から2.1km、高島町駅から1.3km