東京メトロ副都心線
このため、1975年以来申請中であった地方鉄道敷設免許→改正により第1種鉄道事業免許の追加申請を1998年12月17日に実施した。そして、1999年1月25日に池袋 - 渋谷間の第1種鉄道事業免許を取得した。その後、各種手続きを経た2001年6月15日に同区間の建設が開始された(2004年4月1日に営団が民営化され建設は東京地下鉄に継承)。なお、千川駅と要町駅は駅躯体工事のみ施工されていたことから内装工事の実施、新線池袋駅(後の副都心線池袋駅)では躯体工事のみ施工されていた丸ノ内線との連絡通路や連絡階段などの内装工事が実施された(2007年5月 - 2008年7月)。半蔵門線渋谷駅は、副都心線乗り入れに伴い改良工事が実施された(2007年1月 - 2008年7月)。
池袋 - 渋谷間の建設に当たり、営団地下鉄が1951年の丸ノ内線建設を施工して以来、半世紀にわたり培ってきた地下鉄建設技術を集結させた上、各種の新技術を採用した。このことから「環境負荷低減への積極的な取り組み」「建設コストの削減」「建設工事に関する沿道とのコンセンサス形成」の3点に重点を置いて建設を行った。
雑司が谷駅 - 渋谷駅間では明治通りの直下を通り、本区間で新設した7駅のうち雑司が谷駅と西早稲田駅は駅シールド工法で、それ以外の駅は開削工法で建設されている。
しかし、2023年3月18日のダイヤ改正で通勤急行の停車駅に明治神宮前駅が追加され、再び差異が無くなったため、西武線直通の通勤急行は急行に変更された。
東武東上線内の種別は普通が中心で、一部列車は快速急行および急行になる列車が設定されている。川越市駅(普通のみ)・森林公園駅発着が存在する。
東急東横線・みなとみらい線直通は大多数の列車が元町・中華街駅発着で運転され、渋谷駅で特急・通勤特急・急行のいずれかに種別が変わるが、急行の一部列車は武蔵小杉駅・菊名駅・横浜駅発が設定されている。 相鉄線直通については海老名駅(発のみ)・湘南台駅・西谷駅(発のみ)発着が設定されている。相鉄線内は特急・通勤特急・各停で運転され、東急線内では急行で運転される。湘南台駅発の1本は相鉄車で運転され、それ以外の列車は東急車で運転される。
なお、JRは当初9万人の減少を予想していたが、実際には6万人から7万人が減った程度であり、混雑が大幅に緩和されたわけではない。
東京メトロの速達列車の設定は、東西線の「快速」・「通勤快速」に次いで2例目となるが、全区間(和光市 - 小竹向原 - 渋谷間)で通過駅がある速達列車が設定されている路線は本路線のみ。なお、西武線内快速急行 - 副都心線内急行 - 東急東横線・みなとみらい線内特急のように3社跨いでの速達列車の設定は、都営地下鉄浅草線でもアクセス特急・エアポート快特がある。また、2016年3月26日のダイヤ改正で、東武東上線内にも優等列車が設定された関係で平日夕方に1本のみ、森林公園発元町・中華街行では、全区間急行となる列車が設定された。
東京メトロ各駅のホーム発車標で本路線のみ行先が3段式を使用している。2020年7月頃から順次LED式から液晶式に切り替わり、同時にホーム内の自動放送も更新された。さらに、2023年3月16日に東急新横浜線開業および相鉄線へ相互直通運転開始に伴い、自動放送のアナウンスが一部変更になった。東急東横線へ直通する列車は「東急東横線・みなとみらい線直通(種別・行先)」から「東急線経由(種別・行先)」に、西武線へ直通する列車は「西武池袋線直通(種別・行先)」から「西武線直通(種別・行先)」へそれぞれ変更された。