相鉄20000系電車
案内表示器のトラブルにより、営業運転初日の2018年2月11日は途中で運用を離脱。翌日は復帰したが、表示器の調整のため夕方より再度運用を離脱。2月13日には調整が完了し通常運用に復帰している。
また、当初は運用(運転時刻)が公式サイト上で公開されていた。しかし、営業運転開始から10日目の2月20日の朝に車両故障が発生し、以降は車両機器点検のため運用を離脱していたが、2月28日に運行を再開した。その後も空調機器改修の都合で運転時刻の公開がとりやめ、一時は運用を離脱していたが、3月8日には改修が完了し通常通り運転されている。
2019年11月29日に上星川駅 - 西谷駅間で発生した踏切事故による遮断機の遮断桿との接触によりドア窓ガラスと周囲が損傷したため長期間運用を離脱したが、2020年4月20日には修理が完了し通常運用に復帰している。
20000系は東急東横線直通用、21000系は東急目黒線直通用に製造されたため、2023年(令和5年)3月18日の相鉄・東急直通線開業以降はそれぞれの区間における運用を開始し、20000系は東京メトロ副都心線和光市駅まで、21000系は都営三田線西高島平駅及び埼玉高速鉄道線浦和美園駅まで乗り入れる。東急東横線直通の5運用(運行番号91G - 95G)は20000系、東急目黒線直通の7運用(運行番号31G - 43G、都営三田線と東京メトロ南北線の両方に乗り入れる関係で途中で運行番号を変更する場合あり)は21000系で運転され、予備となる20000系、21000系各2編成については相鉄線内運用に入る場合がある。
相鉄・東急直通線が開業する以前は20000系・21000系の両系列とも編成両数ごとに他系列と共通運用とされ、全ての種別に使用された。また、都合により両数が異なる運用や相鉄新横浜線(相鉄・JR直通線)の運用を代走することがあった。