都営地下鉄新宿線
東京都交通局の鉄道路線(都電荒川線、日暮里・舎人ライナーも含む)では唯一、都外まで路線が延びている。新宿駅より、京王電鉄の京王線・京王新線との相互直通運転を行っている。
1968年(昭和43年)4月の都市交通審議会答申第10号において、「芦花公園方面より新宿及び靖国通りの各方面を経由し、市ヶ谷、神保町、須田町及び浜町の各方面を経て住吉町方面へ至る路線」として東京10号線が初めて答申された(第9号線→第12号線(都営大江戸線)と京王線との乗り入れから、新たに制定された第10号線(都営新宿線)と京王線が乗り入れることに振り替えられた)。
この答申を受け、同年12月28日の建設省告示第3731号により、都市計画第10号線(東京都市高速鉄道第10号線)として新宿 - 住吉町間(12.5 km)が正式に都市計画を決定した。翌1969年(昭和44年)年5月20日、建設省告示第2430号により都市計画の区間に京王線の調布 - 新宿間が追加され、最終的に都市計画区間は車両基地のある東大島まで延長された(31.2 km)。
その後、1972年(昭和47年)3月の都市交通審議会答申第15号では橋本 - 多摩ニュータウン中央 - 調布 - 芦花公園間、住吉町 - 東大島 - 篠崎町 - 本八幡 - 柏井 - 鎌ケ谷市北部 - 千葉ニュータウン小室地区 - 千葉ニュータウン印旛地区間がそれぞれ追加され、調布 - 新宿間は京王線の複々線化を行うこととされた。このうち新宿 - 本八幡間が都営新宿線として順次開業している。
10-300形 - 10両編成 8両編成は、2022年8月10日に運用を終了した。
10-300形1・2次車(京王稲田堤駅)
10-300形3・4・5・6次車(京王稲田堤駅)
2021年度の朝ラッシュ時最混雑区間(西行、西大島 → 住吉間)の混雑率は121%である。
開業以降の輸送実績を下表に記す。表中、最高値を赤色で、最高値を記録した年度以降の最低値を青色で、最高値を記録した年度以前の最低値を緑色で表記している。