東急東横線
これは5日後の10月16日のJR東日本のダイヤ改正で湘南新宿ラインを大増発するということに対抗するものであり、駅や車内のポスター、パスネットで「T⇔Y 東横特急 TOYOKO LIMITED EXPRESS」という図柄が使われた。さらに、PR作戦では同時にキャッチフレーズも与えられ、2004年10月11日の開始時点では「街と街の、どまんなかへ」だったが、2006年3月18日のダイヤ改正からは「街のまんなか、東へ横へ」となっている。なお、「東横特急」は東急の登録商標(登録番号第4857386号)である。
2008年1月13日に運転された「さようなら8000系臨時特急」では、運行開始初日に一番列車に充当した8000系8017Fによって運転され、通常停車しない元住吉駅にも停車した。
2008年6月22日のダイヤ改正で、平日朝と夕方以降はすべて通勤特急に置き換えられたため、平日に特急が運転される時間帯は日中のみとなる。
日比谷線は北千住駅から先、東武伊勢崎線(東武スカイツリーライン)に乗り入れているが、東横線・日比谷線・スカイツリーライン3線直通列車は設定されておらず、東横線からの列車は北千住まで、スカイツリーラインからの列車は中目黒までの乗り入れとなっていた。
日比谷線直通列車は通常は全列車が各駅停車として運転されたが、臨時列車としてゴールデンウィーク・夏休み・クリスマスなどのシーズンには、日比谷線直通の「みなとみらい号」が運転されることがある(詳細は臨時急行「みなとみらい号」の節を参照)。
2001年の特急運転開始時に、日中における日比谷線直通電車の本数が半減し、1時間当たり4本(15分間隔)から2本(30分間隔)となった。
2013年3月16日の副都心線との直通開始を機に日比谷線との相互直通運転を終了し、東横線は全列車が渋谷・副都心線方面の運行となり、日比谷線は全列車が中目黒までの運行に変更された。日比谷線直通の代替として、菊名発着の渋谷方面行き列車をそれまでの日比谷線直通と同程度の本数運行している。またこの直通運転終了に伴い、東横線における18m車の運行が終了した。
明治通り(都道305号)の直下、渋谷スクランブルスクエアと渋谷ヒカリエの間の地下5階に設けられた2面4線の渋谷を出発すると、しばらくは明治通りの直下を南下し、渋谷川の真下をくぐって、渋谷清掃工場付近で南西方向にカーブし、山手線・埼京線・湘南新宿ライン(山手貨物線)などのJR線群をくぐりながら地上に向かって最大35 ‰の急勾配を上る。しばらくすると相対式ホーム2面2線の地上駅代官山に到着する。1986年(昭和61年)3月までホームが渋谷2号踏切とトンネル(渋谷隧道)に挟まれていた関係で有効長が18 m車6両分しかなかったため、20 m車6両編成では中目黒寄り1両、18 m車8両編成と20 m車7両編成では中目黒寄り2両のドアカットを行っていた。その後渋谷2号踏切を閉鎖し、ホームの半分をトンネル内まで延ばすことでドアカットを解消した。
なお、渋谷駅は2013年(平成25年)3月15日の副都心線との相互直通運転開始までは山手線渋谷駅と明治通りに挟まれた位置にあった頭端式ホーム4面4線の高架駅で、渋谷川の右岸を高架で進んでいた(跡地は渋谷スクランブルスクエア、渋谷ストリーム、渋谷リバーストリート、渋谷ブリッジ、LOG ROAD DAIKANYAMAになっている)。
かつては以下の3か所の駅でドアカットが行われていたが、現在はすべて解消されている。
本節以降、「本線系統」とあるのは横浜方面・みなとみらい線直通系統のことを指す。