営団6000系電車
1次試作車は綾瀬駅 - 北綾瀬駅間の支線運用のみに用いられたが、2014年5月に05系に置き替えられ運用を終了した。
その他の編成は、千代田線(綾瀬駅 - 代々木上原駅間)と、乗り入れ先のJR常磐線(各駅停車)で運用された。2017年5月12日までは小田急小田原線・多摩線でも運用されていたが、翌日より同線にて新規格無線機(デジタル列車無線)の使用が開始され、6000系については新規格無線機への対応工事対象から外れたことから、乗り入れから撤退した。その後は主に平日の朝夕ラッシュ時に運用していた。
小田急線との直通種別は急行・多摩急行・準急で、このうち準急の運用は2003年(平成15年)3月29日改正から2016年(平成28年)3月26日改正まではすべて小田急車に限定されていたため、東京地下鉄車による運用はなかった(ただし、小田急車の代走として準急運用に充当することはあった)。
また、ダイヤが大きく乱れて小田急線・千代田線の相互直通運転が中止された場合、通常は東京地下鉄車が走らない代々木上原駅 - 小田急線新宿駅の区間を走行することもあったが、行先表示器には「新宿」の設定がない(16000系は「新宿」の表示が用意されている)。
1次試作車の結果を踏まえ、1969年(昭和44年)8月に6両編成1本がオールM車(電動車)で登場した。この編成は主に複数ユニットでの誘導障害試験や回生ブレーキ使用時の問題点の確認などを目的として造られた。製造は川崎重工業。1次試作車と同じく深川検車区に配置され、東西線地上区間を中心に各種試験を行った。1次試作車が試験車に近いものに対し、2次試作車は量産先行車と言え、6両の電動車(試作車)に4両の付随車を追加すれば営業運転に使用できる設計とした(実際、この方法が行われた)。
外観では前面・側面ともスカートを廃止、当初は1次試作車と同じく前照灯の部分で緑色の識別帯が途切れていた。車体は軽量化を図るために大形押出形材を使用し、車体製作時における艤装の容易化やデザインの見直しなどを考慮して製造した。側面の識別帯は太さを150 mmから180 mmに太くした。
車体は軽量化を大きく進めることとなり、台枠を機器の取り付けに最適な配置として、それに合わせて取り付ける電機品の寸法などを決める方法とした。この結果、機器吊り金具を大幅に省略した。台枠側はり、側構(がわがまえ)の長桁と軒桁には大形押出形材が使用され、台枠は薄肉化して、その深さを145 mmから200 mmとしたが、床下機器の取り付け高さを下げることができないため、床面高さを1,150 mmから1,200 mmに上げた。