西武多摩湖線
「歴史」の節で記した通り、開業時と比べて改変が著しい路線である。特に萩山駅以南は廃駅が多い。一番駅数が多くなったのは1939年1月から1953年1月15日の間で、当時4.4kmだった南側の区間に8つもの駅がひしめき合っていた。当時の駅は以下の通り。括弧内は駅間距離/当時の国分寺駅起点の営業距離 (km)。
国分寺駅 (0.0/0.0) : 現存(1990年に萩山方に0.1km移設)
東国分寺駅 (0.9/0.9) : 三小通りの南
桜堤駅 (1.0/1.9) : 当初玉川上水桜橋の北、移転後は南
一橋大学駅 (0.4/2.3) : 一橋学園駅南口から数十m南方
小平学園駅 (0.4/2.7) : 一橋学園駅北口前すぐ
厚生村駅 (0.2/2.9) : 場所の詳細不明(小平福祉会館付近?)
青梅街道駅 (0.6/3.5) : 現存
萩山駅 (0.9/4.4) : 現存(1958年に多摩湖(西武遊園地)方に0.3km移設)
1953年から翌年にかけて東国分寺・桜堤・厚生村の各駅が休止のまま廃駅となったことで一気に5駅まで減り、さらに1966年の一橋大学駅・小平学園駅統合による一橋学園駅設置と本町信号場設置で現在のように4駅と1信号場という形になった。このためこの区間で開業当時からの駅は国分寺駅・青梅街道駅・萩山駅のみで、このうち国分寺駅と萩山駅は移転しているため、厳密に開業当時のままなのは青梅街道駅のみである。
国分寺 - 萩山間は、かつて311系や351系といった17m車3両編成が中心に使われており、西武鉄道で最後まで吊り掛け駆動の旧型車両(いわゆる赤電)を使用していた線区であった。これは、多摩湖線国分寺駅のホーム有効長が60m程度しかなく、20m車4両編成の入線が不可能だったためである。このため、1990年6月に多摩湖線ホームを現在の本町四丁目商店街の道路を連絡通路で跨いだ萩山寄りの西武バス折返場(国分寺駅北入口バス停)そばに移設し、営業キロを0.1km短縮、踏切1か所が除去された。これをもって351系は引退し、西武線内の冷房化率100%を達成した。その後は新宿線系統に配属されていた401系や701系・801系などに一旦は置き換えられたが、同車の廃車進捗により1996年には101系に統一された。
そして1998年11月から国分寺 - 萩山間でワンマン運転が開始されることになり、これに合わせ新101系ワンマン車が3本投入された。その後2005年から2006年にかけて新101系ワンマン車に更新工事が実施され、その際は多摩川線向けにワンマン改造された旧101系 (225F) が運用に就いていた。
全駅東京都内に所在。
ワンマン運用
9000系ワンマン車 - 直通列車以外は全てこの車両で運転される。最大4本が同時に運行される。
新2000系4両編成 - 車両不足時の代走に使用される。その場合は車掌乗務での運行となる。
拝島線・新宿線直通運用
萩山 - 多摩湖間では8両編成の直通列車が設定されているため、西武新宿線使用車両も乗り入れる。
2000系・新2000系
20000系
30000系
9000系(2023年7月30日 武蔵大和駅 - 八坂駅間)
20000系(2020年8月10日 八坂駅 - 武蔵大和駅間)
30000系(2020年8月1日 八坂駅 - 武蔵大和駅間)
新2000系(2010年12月10日 一橋学園駅)
路線距離(営業キロ):9.2km
軌間:1067mm
駅数:7駅(起終点駅含む)
複線区間:なし(全線単線)
電化区間:全線(直流1,500V架空電車線方式)
閉塞方式:自動閉塞式
最高速度:100 km/h