小田急多摩線
2000年12月2日、営団地下鉄(現:東京地下鉄)千代田線への相互乗り入れを行う急行が新設され、当初の「東京9号線」構想が実現した。その後も小田原線での複々線化などの改良が進むなか、2002年3月23日には千代田線直通の多摩急行が新設、2004年12月11日にははるひ野駅開業と同時に新宿方面とを結ぶ区間準急が設定された。先述した運賃についても加算運賃の廃止や旅客運賃の値下げから大人初乗り運賃が京王より安い120円となった。このように相模原線に対する多摩線の競争力が増すことで、多摩線の劣勢が鮮明だった多摩センター駅においても、多摩線の乗降客数が相模原線のそれの半数程度まで追い上げる結果となっている。
2018年3月17日のダイヤ改正時点で、快速急行・通勤急行・急行・各駅停車の4種類の列車種別が存在する。途中駅に待避・折り返しの設備がないため、線内で先行列車を追い越す列車、途中駅で折り返す列車は設定されていない。2018年3月17日より快速急行・通勤急行及び小田急多摩センター始発列車が設定されている。
2018年3月17日のダイヤ改正から新設された(運転開始は3月19日)。朝方上り方面のみの運行。唐木田駅 - 新宿駅間の途中停車駅は、小田急多摩センター駅・小田急永山駅・栗平駅・新百合ヶ丘駅・向ヶ丘遊園駅・成城学園前駅・下北沢駅・代々木上原駅。快速急行の停車駅のうち登戸駅を通過し、快速急行通過駅である向ヶ丘遊園駅と成城学園前駅に停まる千鳥停車を採用している。6本が小田急多摩センター始発、3本が唐木田始発である。列車番号は唐木田発および小田原線内の全列車が3800番台、小田急多摩センター発の多摩線内は3900番台である。