東急2000系電車
10両編成(田園都市線・運用終了)
長津田検車区に配置され、1992年(平成4年)3月(日付は諸説あり)に営業運転を開始、田園都市線から東京メトロ半蔵門線への直通運用に使用されていた。当初は8500系、また後に登場した5000系などと共通運用であった。2003年3月から田園都市線では東武線への直通運転が開始され、多くの車両は東武線への乗り入れに対応することとなったが、8500系や5000系と比べ本数が極端に少ない本系列は乗務員教習等の手間により東武線乗り入れ編成から除外された。このため、識別するために前面非常扉の窓に「K」のマークを貼付しており、また営業運転区間は最大でも中央林間駅から半蔵門線押上駅までであった。2020系の導入により、2018年10月3日の2002Fを最後に運用を終了した。
8両編成(東横線・運用終了)
2003Fのみ8両編成で落成し、1993年(平成5年)2月3日より東横線に暫定投入された。同年11月1日を最後に東横線での運用を終了し同日中に長津田検車区へ回送され、翌日付で田園都市線に転属している。その後中間車2両を組み込んで10両編成化し、以後は他の編成と同じく田園都市線での運用となった。
5両編成(大井町線)
2018年度に大井町線への転用が行われた。同線では各停運用に使用されている。2018年11月16日から翌年2月1日まで、改造・編成短縮済の2003Fが営業運転を行った。またこれと並行して残る2編成にもほぼ同様の改造を実施、その後全3編成で編成組替えを実施し、9020系(9021F - 9023F)に改められた。同系列は2月11日の9022Fを皮切りに3月末までに全編成が営業運転を開始している。余剰となった中間車15両はいずれも廃車・解体された。