東急8500系電車
東横線には、先行して新玉川線開業用の車両(6両×2本)が導入された。その後、同線開業用車両はさらに増備され、1977年4月7日の同線開業まで暫定的に東横線で使用されることとなる。
この時に本系列のみでは必要車両数を確保出来なかったため、1976年から8000系に前述の車両規格に対応させる改造を施した。これらを本系列の中間に組み込むことにより必要車両数を確保した。
なお、これらの中には中間車の代用として8000系の先頭車に幌を装着したものが登場した。中間車代用の先頭車については1982年の中頃に解消されているが、8000系の中間車は1988年頃まで使用されていた。
新玉川線開業用以外のもので東横線が新製時配属になっている編成は、以下の編成になる。
8630F(6連)・8634F(7連)・8642F(8連)
東横線系統では、主に急行運用で使用された。ただし、6連で在籍していた車両は、1980年の急行7連化に伴い各停運用が中心となった。1982年の急行8両化以降に在籍していた車両は、8連口は主に急行で使用されたが、各駅停車が8連に増強された後は各駅停車でも運用された。また、1985年に7連で増備された8634Fは各駅停車のみ運用していた。
田園都市線で使用した側面方向幕は、各停運用は未使用、急行運用は「急行」表示しかされておらず行き先は表示されなかった。8500系として最後に製造された8642Fは田園都市線ではなく東横線に新製投入されており、東横線系統の側面方向幕を用意して使用された。
9000系が登場以降は転属が進み、1989年までに8500系は東横線から撤退している。
編成表は東横線に在籍していた編成の編成表を参照。
2016年(平成28年)に田園都市線の溝の口駅 - 長津田駅間の開業から50周年を迎えたため、8606Fに田園都市線50周年を記念したステッカー式ヘッドマークを先頭車の前面に貼り付けて運行されていた。ヘッドマークには5000系を模したイラストの周りに「DENENTOSHI LINE 50th ANNIVERSARY」と書かれており、同様のヘッドマークが5000系の5002編成にも貼り付けられていた。
2006年3月18日のダイヤ改正からは伊勢崎線久喜駅までも乗り入れが行われるようになった。また、このダイヤ改正から東武線非対応編成は平日の朝ラッシュ時のみの運用となり、日中運用は僅かとなった。しかし、精算運転の絡みで土曜・休日の押上行または清澄白河行として東武線対応編成に代わって運用に入ることもある。その機会は昼間より夜間の方が多く、運転本数は1往復程度だったが、2008年3月28日のダイヤ改正から土曜・休日の東武非乗り入れ編成の運用が復活(36K - 38K)し、36K・37Kは朝のみで38Kのみ終日運用が組まれていた。
なお、2009年6月6日のダイヤ改正以降、土休日ダイヤでの東武線非直通運用は朝のA34Kと、夜のP35Kのみとなっており、終日運用の東武線非直通は平日の44Kのみとなった。
大井町線所属の5両編成は、2006年3月18日から土曜・休日の大井町線 - 田園都市線直通急行に使用されるようになった。この直通急行設定に際し、誤乗防止策として、正面の帯色を赤色から赤色→黄色のグラデーションに変更し、同時に貫通扉の帯の下部に大井町線を表す認識ステッカーが貼付された。なお、大井町線内での急行運転は2008年3月28日のダイヤ改正より開始され、大井町線直通急行も全て大井町線の急行用車両である新6000系で運行されるようになった。なお、大井町線所属8500系は8638Fを最後に運用から退いた。