小田急20000形電車
1999年にはFM文字多重装置の搭載や、トイレの処理方式の変更(循環式から真空式に変更)、AV装置の改良が行なわれ、特別席の液晶テレビは撤去された。
その後、予備運用は土休日のみとなり、平日には「あさぎり」以外には使用されなくなった。『2006 小田急時刻表』において「原則として2階建て車両連結」と表記される運用は「はこね1号」→「はこね2号」→「はこね15号」→「はこね16号」→「はこね29号」→「はこね30号」→「はこね43号」→「はこね44号」となっている。
2002年3月23日改正からは多摩線へ直通する「ホームウェイ」が増発されることになり、「あさぎり8号」の折り返しで唐木田行きの「ホームウェイ71号」に使用されるようになった。「あさぎり」以外の列車にRSE車が使用されたのは予備運用や臨時列車以外ではこれが初めてで、営業運転での多摩線運用もこれが初となる。
平日の「ホームウェイ」運用は2008年3月15日改正では「ホームウェイ」1本が「メトロホームウェイ」に置き換えられたことで、平日の「あさぎり8号」の折り返し運用はなくなった。『2008 小田急時刻表』では「ホームウェイ75号」が「原則として2階建て車両連結」と表記される列車となっている。土休日は引き続き「あさぎり8号」の折り返しで「ホームウェイ73号」に使用される(こちらは「原則として」の表記がない)。
同年7月25日には臨時特急「湘南マリン号」として16年ぶりに江ノ島線に入線した。
2010年1月にLSE車とHiSE車に不具合が発生した際には、本来LSE車・HiSE車の運用となる列車にも使用された。
2011年12月16日、RSE車および371系は2012年3月17日のダイヤ改正で「あさぎり」運用から離脱し、以後は全列車MSE車で運転するとJR東海から公式発表され、小田急電鉄でも同日、同ダイヤ改正でRSE車の運用離脱を実施すると発表した。運用離脱発表の後、小田急電鉄は公式サイト上に5000形通勤車・HiSE車・RSE車の運行終了記念特設サイトを開設し、HiSE車とともに運行ダイヤを公開した(外部リンク参照)ほか、2012年2月1日から3月16日の運用最終日まで車体に「『ラストラン』ステッカー」を掲出した。
定期運用最終日となる2012年3月16日には、RSE車では最後の新宿駅発列車となる13時50分発「あさぎり5号」の出発式が行われ、沼津17時30分発「あさぎり8号」の新宿到着後には到着式がおこなわれた。この列車をもって、RSE車は全ての営業運用を終了した。また、2012年3月に引退記念イベントが行われ、2013年11月11日を以って第2編成が廃車となり、RSE車は全廃となった。