相鉄本線
いずみ野線方面へは、全列車が横浜駅 - いずみ野線湘南台駅間の運転であり、途中駅発着の列車はない。
従前より多数運転されていることから最も本数が多い。
基本的に二俣川駅で本線系統の列車と緩急接続を行う。
日中時間帯は毎時4本設定されている。
編成両数は10両編成と8両編成の両方での運転である。
一部列車は東急車で運転されており、土休日下り4本(8両編成・10両編成2本ずつ)、土休日上り2本(8両編成・10両編成1本ずつ)設定されている。
海老名駅から小田急小田原線相模厚木駅(現在の本厚木駅)まで気動車で直通運転開始。神中鉄道発足時からの悲願であった厚木町(現・厚木市)乗り入れを他社線直通運転ながら達成した。
1942年(昭和17年)6月1日 - 横浜駅 - 西谷駅間が直流600V電化。
1943年(昭和18年) 4月1日 - 相模鉄道が神中鉄道を合併。東急小田原線相模厚木駅までの直通運転廃止。 8月1日 - 西谷駅 - 二俣川駅間が直流600V電化。 12月23日 - 相模大塚駅 - 海老名駅間が直流1500V電化。
1944年(昭和19年) 新川島駅、二俣下川駅、二ツ橋駅(瀬谷駅 - 三ツ境駅間)が休止。 6月 - 星川駅(2代目) - 上星川駅間の常盤園下駅が休止。 9月20日 - 二俣川駅 - 相模大塚駅間が直流1500V電化。
1945年(昭和20年)6月1日 - 東京急行電鉄(現在の東急電鉄)に経営委託。
1946年(昭和21年) 2月 - 海老名駅から東急小田原線本厚木駅までの直通運転再開。 3月1日 - 柏ヶ谷駅が開業。 4月1日 - 柏ヶ谷駅を大塚本町駅に改称。 12月26日 - 横浜駅 - 二俣川駅間の架線電圧を直流600Vから直流1500Vに昇圧。
1947年(昭和22年)6月1日 - 東京急行電鉄への経営委託を終了し自営化。
1948年(昭和23年) 5月26日 - 希望ヶ丘駅が開業。 9月13日 - 保土ヶ谷駅 - 西横浜駅間の貨物線が営業線として開通。
1951年(昭和26年)11月18日 - 西横浜駅 - 上星川駅間が複線化。
1952年(昭和27年) 5月27日 - 上星川駅 - 西谷駅間が複線化。
1983年に放映されたフジテレビ制作(山田太一脚本)の連続ドラマ『早春スケッチブック』の舞台として、希望ヶ丘駅周辺一帯や近接するいずみ野線南万騎が原駅付近を中心にロケが行われ、他に瀬谷駅周辺や横浜駅周辺、電車内でもロケが行われた。ちなみに、相模鉄道はこのドラマの制作に協力しており、オープニングでは旧6000系(クハ6517編成)が希望ヶ丘駅ホームに入線して来るシーンや、本編中に当時まだ宅地開発途上であった希望ヶ丘駅周辺の沿線風景、登場人物が電車に乗車しているシーンが登場している。
星川駅・西谷駅・二俣川駅・瀬谷駅・かしわ台駅
相鉄本線から相鉄新横浜線を経由して、東急新横浜線・東横線に乗り入れる系統であり、平日下り6本、平日上り4本、土休日1往復運転されている。
東武東上線・東京メトロ副都心線・東急東横線・東急新横浜線を発着とし、日吉(発のみ)・武蔵小杉(着のみ)・渋谷・新宿三丁目(発のみ)・和光市・志木(発のみ)・森林公園(着のみ)駅を発着として運転されている。
基本的には海老名駅発着で運転されるが、平日下り2本は大和行き、平日上り2本および土休日上り1本はかしわ台始発で運転される。
東急線内は急行として運転される。平日上りの森林公園行きのみ、副都心線内は通勤急行、東上線内は快速急行として運転される以外は、副都心線内は各駅停車、東上線内は普通として運転される。
編成両数は全て10両編成である。