京王線
2001年3月のダイヤ改定により新種別の準特急が設定されて以降、多くの特急ダイヤは準特急に種別が変更された。東日本大震災に伴う2011年夏の節電ダイヤではすべての特急が一旦運行休止になり、電力需給の改善に伴う節電ダイヤ終了後の同年9月23日のダイヤ修正で土休日の京王線新宿駅 - 高尾山口駅間の1往復のみ復活したものの、2012年8月19日のダイヤ改定でこの1往復も準特急へ種別が変更され再び運行休止となった(この間にも多客対応に伴う飛田給発京王線新宿行の臨時特急が運転された。2013年1月1日には京王線新宿発高尾山口行の臨時特急「迎光」号が下り1本のみ運転された)。2013年2月22日のダイヤ改定で特急の運行を再開したが、京王線内については分倍河原駅・北野駅が停車駅に加わり、実質的にそれまでの準特急が特急に種別を変更されたものである。また、このダイヤ改定により相模原線系統の特急も復活した(調布より先の相模原線内は急行と同じ停車駅である)。2022年3月12日のダイヤ改正では笹塚駅・千歳烏山駅が停車駅に加わるほか、高尾線内が各駅停車となり、2022年3月11日までの準特急と同じ停車駅となった。また、同年4月以降は競馬開催日の土休日に限り、不定期で府中競馬正門前始発の列車も運行されている。
2006年までは、土曜・休日シーズンダイヤでの高幡不動駅で連結・切り離しを行う京王線新宿駅 - 京王八王子駅・高尾山口駅間の運転、1992年までは一部の特急に「陣馬」(京王線新宿駅 - 京王八王子駅間)・「高尾」(京王線新宿駅 - 高尾山口駅間)と愛称を付与したこともあった。
JR新宿駅、小田急新宿駅のさらに西隣の地下2階に南北に延びる3面3線の京王線新宿駅を南に出て、国道20号を地下でくぐる。新宿区から渋谷区に入り、海側(京王八王子・高尾山口に向かって左側)2線が合流しながら右に半径110 mの急カーブを切り、西南西に向きを変える。ここでシーサスポイントを通過。国道20号の少し渋谷方面寄りの南側を走りながら旧初台駅跡(新宿駅より1.7 km)を通る。ここまではカーブが連続するためATS時代には減速信号現示ならびににより運転速度が制限されていた。幡ヶ谷駅を越えたところで上り線は京王新線と立体交差のため急勾配 (35‰) で地上へ、下り線はしばらくしてから京王新線と同時に地上へ出る。ここまでの地下区間において、初台駅は京王線の当該区間の第二期の地下化によって一旦地下駅となった後に京王新線にホームを移設したため京王線側に旧駅跡が残っているが、幡ヶ谷駅は元々が地上駅で京王新線にホームを移設後に京王線の第三期の地下化が行われたため京王線側は地上部に鉄道柵が残っている程度である。上り線のみ踏切が1箇所あり、地上区間が他の3線より長い。そのまま上下線が京王新線を挟む形で高架の笹塚駅に登る。ここまでの地下区間は主に玉川上水の敷地に建設されている。旧初台付近までは比較的急な曲線が多い。笹塚駅の手前で東京都道420号鮫洲大山線(中野通りの延長)を越える。
5000系(2代目)
9000系
8000系
7000系
京王デヤ901・902形事業用電車
クヤ900形軌道架線高速検測車 (DAX)
サヤ912形付随無蓋長物車
5000系
9000系
8000系
7000系
2018年2月22日のダイヤ改正以降、このような列車の行先は最終的な終着駅を表示したまま変更せず、途中駅で種別の表示のみ変更している。2018年2月21日までは行先はその種別で運行する区間の終点を表示し、その駅の到着時に新たな行先と種別の表示を両方変更していたが、上りの都営新宿線直通快速・区間急行(本八幡行・大島行)に関しては現在と同じく行先は変更せず、新線新宿駅で種別のみを各駅停車に変更していた。例として2015年9月25日ダイヤ改正時点で種別・行先変更がある列車としては以下のものがあった。
平日朝・夕方以降に運行されていた橋本発急行 新線新宿行は、新線新宿駅から(都営新宿線)各停 本八幡行となった。 その逆はこの例に当てはまらず、(都営新宿線)本八幡発出発時から各停 橋本行で運行し、新線新宿駅からは急行、区間急行、快速のいずれかの種別に変更した。
深夜に運行されていた新宿発特急 高幡不動行は高幡不動駅から各停 京王八王子行となった。
2013年2月22日のダイヤ改正で都営新宿線内は各駅停車と急行の2本立てとなった関係で京王の旅客向け路線案内では快速・区間急行は新線新宿駅から各駅停車になる旨の備考が記されている。
京王線新宿駅 - 京王八王子駅・橋本駅間で運転される京王電鉄初の有料座席指定列車。
京王線新宿駅発の下り列車は平日ダイヤでは16時40分発から23時20分発まで、土曜・休日ダイヤでは15時20分発から23時発まで設定されている。2019年2月22日以降は、朝に新宿駅着の上り列車も運行されている。2023年3月18日のダイヤ改正から平日ダイヤは1番線、土休日ダイヤは2番線から発車する。
全列車が京王5000系(2代目)で運行される。京王ライナーでの運行時にはロングシートからクロスシートになり、車内の照明も暖色系のものとなる。乗車には座席指定券410円が必要だが、下り列車については府中駅及び相模原線京王永山駅以遠の停車駅から乗車する場合は、座席指定券無しで乗車できる。
2018年11月以降は、京王線新宿駅 - 高尾山口駅間に座席指定列車「Mt.TAKAO号」も運転されている。当初は臨時列車であったが、2022年3月12日以降は土休日運行の定期列車となった。
2001年3月までは昼間でも京王線新宿駅 - 高尾山口駅間で夕方ラッシュ時を除き運行され京王八王子発着の特急を補完していたが、この系統は2001年3月のダイヤ改定で準特急に種別が変更された。2013年の改定前までは、土休日夜間の一部列車が京王八王子駅まで急行として運行される以外は京王線新宿駅 - 高幡不動駅間の運転となるが、ほぼすべての列車が高幡不動駅から各駅停車京王八王子行として直通運転していた。また、土休日の早朝にも京王線新宿駅 - 高幡不動駅間は急行、高幡不動駅からは各停高尾山口行の列車が存在していた。
2022年3月のダイヤ改正では、高尾線内で特急と急行の逆転が発生して、新宿 - 高尾山口の特急と急行の停車駅数が同じとなった。
かつて、土休日に多数設定されていた新宿 - 多摩動物公園間の急行列車(動物急行)も2001年3月のダイヤ改定以降に急激に削減され、土休日の午後に3本設定されていた多摩動物公園駅発新宿行の上り急行列車も2013年2月のダイヤ改定で廃止された。このほか、2001年3月のダイヤ改定までは土休日のシーズンダイヤに新宿 - 多摩動物公園・高尾山口間の分割運用も設定されていた。そして2021年3月のダイヤ改正で多摩動物公園発着が廃止された。
かつて、京王線新宿発高尾山口行と都営新宿線内発高尾山口行の急行列車も土休日朝に設定されていたが、2023年3月のダイヤ改正までに廃止された。
平日夕方以降の新線新宿発の急行・区間急行・快速がすべて10両編成に。
2018年(平成30年)2月22日ダイヤ改正。 京王ライナーを新設。 駅などの案内表示において、途中駅で種別変更する列車の行先欄には、種別変更する駅ではなく最終行先を表示するよう変更。 平日朝の上り準特急を6本増発(京王八王子発・橋本発・京王多摩センター発を各2本)。 平日朝に京王多摩センター発の都営新宿線直通列車を1本増発。 平日夕方以降に下り準特急を19本増発。 平日深夜に都営新宿線から相模原線直通列車を3本増発。 平日・土休日ともに新宿発の終電時刻を延長。最終列車を平日・土休日ダイヤとも0時35分発とする。 都営新宿線車両は新たに北野 - 京王八王子間に入線を開始し、これにより都営地下鉄車両の運転区間を京王線全線に拡大した。
2019年(平成31年)2月22日ダイヤ改正。 朝の上り京王ライナーを3 - 4本増発(京王八王子発・橋本発を各2本、うち京王八王子発は土休日は1本のみ)。 土休日の下り京王ライナーを2本増発(16時台・22時台の橋本行)。 京王ライナーの号数表示を変更(京王八王子行きは1 - 30号、橋本行きは31 - 60号で表示)。 平日朝の急行2本を準特急に変更(橋本発・京王多摩センター発の各1本)。
2020年(令和2年) 2月22日ダイヤ改正。 京王ライナーを朝の上り3本・夕夜間の下り4本それぞれ増発(土休日は朝の上り橋本発が1本減少)。 土休日の下り京王ライナーを1本増発(23時発の橋本行)。 平日朝の準特急2本を増発(京王八王子発・高尾発の各1本)。 10月30日ダイヤ修正。 6月1日から当面の間運転していた平日朝の上り京王ライナー臨時列車3本のうち、京王八王子発の2本を定期化して運行継続。
平日の下り京王ライナーのうち、6月1日より当面の間運休していた深夜の2本(0時台の京王八王子行と橋本行)を廃止して19時台に2本増発。さらに18時台の橋本行を1本増発。 深夜時間帯を中心に種別・行先を見直し、京王線新宿発22時台の特急・準特急は12分間隔から15分間隔での運行に変更。
2021年(令和3年) 1月20日 新型コロナウイルス感染症緊急事態宣言発出に伴い、新宿駅発の終電の一部の運転を3月12日まで取りやめた。 3月13日ダイヤ改正。 新宿発の終電時刻を繰り上げて、京王線新宿駅発の最終列車が平日・土休日とも0時18分発の準特急(高幡不動から各停京王八王子行き)となった。 10月30日 土休日の京王ライナー・Mt.TAKAO号の停車駅に明大前駅を追加(ただし上りは降車のみ、下りは乗車のみの扱い)。
2022年(令和4年)3月12日ダイヤ改正。 特急と準特急を統合。停車駅は準特急のものを引き継ぎ、種別名は「特急」に統合される。 平日朝ラッシュ時間帯の運行本数の適正化による定時性の向上。 土休日の日中の相模原線 多摩センター - 橋本間の運転種別・本数の見直し。 土休日の日中の動物園線を等間隔で運転。 平日の京王ライナーの停車駅に明大前駅を追加(ただし上りは降車のみ、下りは乗車のみの扱い)。 Mt.TAKAO号の通年運行化。 新宿 - 京王八王子間の夜間の特急の一部を急行に切り替え。
2023年(令和5年)3月18日ダイヤ改正。 京王ライナー(平日は新宿着8時台2本、夜間に橋本行き3本、土休日は夕方に京王八王子行き・橋本行き各1本)、Mt.TAKAO号(土休日14時台に高尾山口発1本)を増発。 夜間の運転本数の見直し。