西武501系電車
前述のように各部に手を入れられつつ、本系列は第一線で運用され続けた。主電動機出力の余裕を生かし、西武秩父線開業以後は休日のハイキング急行(現在の快速急行の前身)運用にも数多く充当された実績を持つ。しかし、101系の大量増備に伴って従来車の代替が進行すると、比較的車齢の高い本系列も修繕工事施工から日が浅かったにもかかわらず同系列による代替対象となった。311系および371系の淘汰が完了した後、かつて同一形式であった351系(元モハ501 - 520初代)と同時進行で淘汰が開始された。
伊豆箱根鉄道へ貸与されるため1975年(昭和50年)2月に529編成が運用離脱したことを皮切りに順次廃車が進行し、1980年(昭和55年)3月限りで全車運用を離脱、形式消滅した。