西武101系電車
新101系・301系は、2004年度から廃車が開始され、現在は非ワンマン車の全てが廃車済である。また、2019年度からはワンマン車の廃車も開始された。なお、一部は他社へ譲渡されている。以下、譲渡が発生した編成を太字で示す。
2004年度
289編成 - 2004年9月28日に除籍。武蔵丘車両検修場で改造の上、同年12月に上信電鉄に譲渡。
2005年度
293編成 - 2005年9月23日に除籍。武蔵丘車両検修場で改造の上、同年12月に上信電鉄へ譲渡。
229編成 - 2005年9月24日に除籍。秩父鉄道へ譲渡し同社の広瀬川原車両基地へ自力回送され改造。
227編成 - 2005年10月3日に除籍。除籍前には「西武トレインフェスティバル」に伴う臨時列車として横瀬まで運行されており、そのまま同車両基地で解体。
231・233編成 - 2005年12月7日に除籍。秩父鉄道へ譲渡し同社の広瀬川原車両基地に自力回送。その後一度西武へ戻り、武蔵丘車両検修場にて秩父鉄道向けの改造を実施。改造後に再度広瀬川原車両基地へ回送。
2007年度
クハ1255・1256 - 2008年3月7日に除籍。 255編成は2007年11月13日に武蔵丘車両検修場へ回送されていた。 クハ1255・1256のみ、15日に281編成と279編成のプッシュプル(281編成+クハ1255+クハ1256+279編成の組成)により、横瀬車両基地へ回送。
車体塗装は従来と異なり、レモンイエロー地に窓回りがウォームグレーの塗り分けとなり、ドアは内外共にステンレス無塗装仕上げとなった。この塗装パターンは西武通勤車の標準色として1994年(平成6年)登場の9000系まで採用されることとなる。塗装が変更された理由は、搭載機器の種類が異なり連結運転が不可能な701・801系(当時赤電色)と識別する意味もあった。その後、1996年(平成8年)からは183編成を皮切りに保守作業の簡略化を目的に車体色のレモンイエロー単色化が行われ、1999年(平成11年)の201編成を最後に変更が完了した。
変更期間中の1998年(平成10年)10月に横瀬車両基地での「西武トレインフェスティバル」の開催に際し、塗装未変更車1編成が西武新宿 - 西武秩父間の臨時列車に充当された。
2001年(平成13年)秋には、「西武トレインフェスティバル・赤電スペシャルウィーク」において159編成が赤電色に変更され、臨時列車として同年9月29日 - 30日に西武新宿 - 西武園間を、同年10月7日 - 8日には池袋 - 横瀬間でそれぞれ運転された。同編成は重要部検査を間近に控えており、臨時列車への充当後すぐに検査入場しレモンイエロー1色塗装に戻され、赤電塗装での定期列車への充当はなかった。旧101系に赤電色が施工された唯一の例である。
一般的な抵抗制御としては進段数を多めに取り高加速性能を得ている。また、定格回転数を1,850 rpm(80 %界磁)と高く設定されたほか、最弱め界磁率が40 %から35 %に拡大され、高速域の性能も向上している。これらはM1、3車に搭載された。補助発電機としては電動発電機(MG)がM2、4車に搭載された。非冷房車は12 kVAのHG-534-Mrb型、冷房車および冷房改造車は150 kVAのMG117-S型、6両固定編成はMG114A-S型、一部の冷房改造車はブラシレスで140 kVAのHG-77445-01R型またはTDK-3350-A型を搭載する。また、モハ218・220・222・224はMGの代わりに静止形インバータ(SIV)が搭載された。
制動装置には西武鉄道では初めて応荷重装置を持った発電制動付き電磁直通空気制動(HSC-D)を採用、勾配抑速発電制動を装備した。これらは急勾配が続く西武秩父線を走行するための装備であり、同時期に登場した5000系もこれと同様の装備を有する。これにより、自動空気ブレーキ装備の在来系列との通常の併結運転は不可能になった。
電動空気圧縮機(CP)はAK-3型をM2、4車に2台搭載した。後の冷房化改造や特別修繕工事に併せてHB-2000型1台に交換された車両も多く存在した。
ツートンカラー
西武秩父線の開通40周年記念企画の一環として2009年にツートンカラーの復刻が行われた。3月に多摩湖線用の261編成が前面ベージュで、6月には池袋線用の271編成が前面ウォームグレーでそれぞれ運用を開始した。なお271編成は6月7日に開催された「西武・電車フェスタ2009 in 武蔵丘車両検修場」で展示も行われていた。その後、261編成は2013年に白色となり、271編成は2012年に引退、改造(塗装変更を伴う)の上で流鉄へ譲渡された。
前面窓回りのウォームグレーは5年ほどで消滅した事から、この塗装は約30年ぶりの復活となった。なお271編成は黒色で登場しており、ウォームグレーに塗装されたのはこれが初めてのことであった。
271編成は武蔵丘での公開当初、先頭車両乗務員室扉横に西武の新社章が貼られていたが、営業運転前に取り外され、引退まで貼り付けられることはなかった。
赤電
2017年12月、247編成が赤電塗装となり多摩湖線での運行を開始した。多摩川線への初入線は2018年1月。さらに2018年10月には259編成、12月には253編成も赤電塗装となった。このうち259編成は赤電塗装のまま、2022年3月に廃車となっている。
ツートンカラー(ワンマン車)
2018年3月には249編成がツートンカラーとなり多摩湖線で運行を開始、4月に多摩川線へ初入線した。さらに2019年6月には245編成もツートンカラーとなっている。なお245編成は6月1日に開催された「西武・電車フェスタ2019 in 武蔵丘車両検修場」にて、塗装途中の状態(車体全体のウォームグレーと前面窓周りのベージュのみ)の状態で展示が行われていた。