山陽電気鉄道5030系電車
直通特急の運行開始を前に、1998年2月11日には5030系による「直通特急試乗会」が催され、姫路から阪神梅田までの間を1往復した。直通特急の運転開始時には5000系6編成と本系列2編成で6両編成が合計8編成用意され、2月15日に直通特急の運転を開始した。
2001年3月のダイヤ改正での直通特急の増発に対応するため、2000年に5030系中間電動車8両を新造し4両編成の5000系4編成に2両ずつ増結、5000・5030系の6両編成は12編成に増備された。また、このダイヤ改正により本系列による阪神電鉄線内および高速神戸駅折り返しの間合い運用が設定され、夜間には梅田駅構内や御影留置線で滞泊する運用も出現した。
2006年10月のダイヤ改正以降は運用に大きな変化はなかったが、2016年3月には山陽車による阪神特急の運用が誕生し、本系列が使用されることもある。2019年1月現在、本系列は6両2編成と増結車両8両の合計20両が在籍して5000系とともに直通特急や特急を主体に運用されている。
直通特急の運転開始を1年後に控えた1997年3月、5630編成・5632編成の6両編成2本が竣工した。直通特急の運転開始1年前の時期に早期落成が図られたのは、5000系在来車への阪神電車全線乗り入れ対応工事や、直通区間への試運転による予備車不足の解消を図るためであり、両編成とも阪神電鉄線内への試運転に充当されるかたわら、ダイヤ改正前日までは阪急神戸線の六甲までの乗り入れ運用にも充当されていた。なお、直通特急運転に関するプレスリリースは5030系の登場直後であったことから、運転台の「阪神線」などの乗り入れを示す表示などは外されていたり隠されていたりしていた。
直通特急の運転開始を前にして両社の車両を使った試運転は何度も実施されたが、1997年7月30日の梅田駅初乗り入れ日には5630編成が充当され、阪神梅田での折り返しの際には「特急・姫路」の行先表示を掲出して翌年の運転開始をPRしていた。