京王競馬場線
もう一方の8両編成車両は、東府中行き列車は東府中駅4番線に到着し、飛田給-東府中間を回送で往復し、東府中から府中競馬正門前行きとなっていた。
さらに、東京優駿(日本ダービー)や天皇賞(秋)、ジャパンカップ開催時は、特に来場者が増えるため、前記の他に飛田給行きの臨時急行が運転され、終点で各停新宿行きに接続する。 この急行飛田給行きは、2016年東京優駿(第83回日本ダービー)開催時までは5本であったが、2016年天皇賞(秋)開催時からは6本運行されている。そして再び、2017年東京優駿(第84回日本ダービー)開催時からは5本の運行となった。その代わりに、線内折り返しの各駅停車が増発された。
2018年東京優駿(第85回日本ダービー)開催時以降は急行飛田給行きは運行されていない。また2020年3月以降は新型コロナウイルス感染症の流行に伴う全公営競技の無観客開催措置や、その後の大幅な入場制限により、2022年4月に再開されるまでの2年間、臨時列車の運転が中止されていた。
なお、場外発売でも特に来場者が多い12月第4日曜の有馬記念(中山競馬場)開催日は、東京競馬開催時と同様の扱いとなっている。
1999年改定までは、新宿行きの各停が朝のラッシュ時に運転された。
2001年3月27日改定までは、京王線新宿方面からの下り直通急行列車も、臨時列車として設定されていた。また、1992年5月28日改定以前は、東京競馬開催日には臨時の上り特急列車も運転されていた。
2010年・2011年・2012年の日本ダービー・目黒記念開催時は、臨時各駅停車飛田給行きが6本運行された。この臨時各駅停車飛田給行きには、京王車8両編成、9000系30番台10両編成、都営車8両編成が充当された。
2014年・2015年の日本ダービー・目黒記念開催時は、急行新線新宿行きが1本増発された。
2018年・2019年の日本ダービー・目黒記念開催時は、準特急京王線新宿行きが1本増発された。この準特急には、5000系が充当された。
2010年の東京競馬場花火大会開催時は、花火大会終了後に10-000形による臨時各駅停車飛田給行きが運行された。
2012年から2019年までの東京競馬場花火大会開催時は、京王線直通列車は運行されなかったが、花火大会終了後の競馬場線が10分間隔に増発された。通常は2両編成で運行される時間帯であっても8両編成が使用され、8両編成1本が10分で競馬場線を往復していた。また、東府中駅では東府中駅に臨時停車する準特急・特急に接続していた。
府中市は「ふちゅうロケーションサービス」、また京王線も同様のフィルム・コミッションを行っており、撮影が頻繁に行われている。 終点の府中競馬正門前駅は平日の利用客が他駅に比べて少ないこと、および東京競馬開催時の混雑に対応するためにホームが広いことから、テレビCMや音楽のプロモーションビデオ (PV) などのロケーション撮影によく利用されている。同様の理由により、映画やテレビドラマでの、電車内でのシーンの撮影もこの路線内で行われることが多い。