東京モノレール羽田空港線
同年には全駅にホームドアを設置の上、ワンマン運転を当初予定より前倒しで開始し、2004年(平成16年)8月8日からは終日にわたって快速運転を開始した。同年12月1日には羽田空港第2旅客ターミナルの供用開始に伴い、羽田空港駅 - 羽田空港第2ビル駅(現:羽田空港第2ターミナル駅)が延伸開業し、同時に羽田空港駅が羽田空港第1ビル駅(現:羽田空港第1ターミナル駅)に改称された。
2007年(平成19年)3月18日には昭和島駅の待避線が完成して追い越し運転が可能となり、さらに空港アクセスの競争力強化が図られた。このダイヤ改正では「快速」を廃止して新たに「空港快速」と「区間快速」を運転開始し、速達性でも京急に対抗している。新しくできた2つの快速の英語表記は日本語表記の直訳ではなく、「空港快速」をHaneda Express、「区間快速」をRapidとしている。
羽田空港は、2010年(平成22年)10月31日に国際線の定期乗り入れを再開した。これに合わせて空港南側の環状八号線沿いに建設される新国際線ターミナル(現:第3ターミナル)に「羽田空港国際線ビル駅」(現:羽田空港第3ターミナル駅)が設置されることになり、同年4月11日より天空橋 - 新整備場間の軌道の一部が新ターミナル敷地内へ移設され、10月21日に駅が開業した。なお、同地には京急空港線にも新駅「羽田空港国際線ターミナル駅」(現:羽田空港第3ターミナル駅)が同日に設置された。
2014年(平成26年)9月には開業50周年を迎え、累計輸送人員は18億人に達した。