新宿線（しんじゅくせん）は、東京都新宿区の新宿駅から千葉県市川市の本八幡駅までを結ぶ、東京都交通局が運営する鉄道路線（都営地下鉄）である。『鉄道要覧』における名称は10号線新宿線。一般的に都営新宿線と呼ばれることが多い。
路線名の由来は、起点である新宿から。車体および路線図や乗り換え案内で使用されるラインカラーは「リーフ」（黄緑）、路線記号はS。
東京都交通局の鉄道路線（都電荒川線、日暮里・舎人ライナーも含む）では唯一、都外まで路線が延びている。新宿駅より、京王電鉄の京王線・京王新線・相模原線・高尾線との相互直通運転を行っている。相互直通運転を行う関係で、日本の地下鉄で唯一軌間に1372mmの馬車軌間を採用している。
概要 東京メトロ東西線と同様に中央・総武緩行線のバイパス的役割も担っている。コロナ禍以前のラッシュ時の混雑率は東西線よりも低かったが、もともと都営新宿線も乗車人数は増加傾向にあり、コロナ禍以降はあまり差が無くなってきている。そのため輸送力増強策として列車の10両化を推進し、2022年（令和4年）8月11日より全列車が10両編成で運行されている。
ATCシステムの関係で、東京の地下鉄では唯一VVVFインバータ制御車の走らない路線であったが、2005年（平成17年）5月14日に新ATCシステム（デジタルATC）への更新が行われ、同月21日から新宿線初のインバータ制御車10-300形が運用を開始した。また、京王9000系も翌2006年（平成18年）3月15日より乗り入れを開始した。
2011年（平成23年）12月には、都営大江戸線、都電荒川線、上野動物園モノレール、日暮里・舎人ライナーに次ぐ、全線でのバリアフリー化を達成した。
都営地下鉄の路線で唯一、東京メトロを含めれば、東京メトロ東西線、東京メトロ有楽町線、東京メトロ副都心線とともに港区を通らない路線である。
なお、「新宿線」という名称を持つ鉄軌道路線は、西武新宿線（1952年に村山線から改称）よりも先に、現在の東京メトロ丸ノ内線新宿 - 四ツ谷間の地上部を走行していた東京市街鉄道の新宿線（後の東京都電11・12・13系統）が1903年（明治36年）から存在していた。
建設の経緯 1968年（昭和43年）4月の都市交通審議会答申第10号において、「芦花公園方面より新宿及び靖国通りの各方面を経由し、市ヶ谷、神保町、須田町及び浜町の各方面を経て住吉町方面へ至る路線」として東京10号線が初めて答申された東京地下鉄道東西線建設史、157-162頁。（第9号線→第12号線（都営大江戸線）と京王線との乗り入れから、新たに制定された第10号線（都営新宿線）と京王線が乗り入れることに振り替えられた）。
この答申を受け、同年12月28日の建設省告示第3731号により、都市計画第10号線（東京都市高速鉄道第10号線）として新宿 - 住吉町間（12.5 km）が正式に都市計画を決定した東京地下鉄道東西線建設史、220-228頁。。翌1969年（昭和44年）年5月20日、建設省告示第2430号により都市計画の区間に京王線の調布 - 新宿間が追加され、最終的に都市計画区間は車両基地のある東大島まで延長された（31.2 km）東京地下鉄道東西線建設史、220-228頁。。
その後、1972年（昭和47年）3月の都市交通審議会答申第15号では橋本 - 多摩ニュータウン中央 - 調布 - 芦花公園間、住吉町 - 東大島 - 篠崎町 - 本八幡 - 柏井 - 鎌ケ谷市北部 - 千葉ニュータウン小室地区 - 千葉ニュータウン印旛地区間がそれぞれ追加され、調布 - 新宿間は京王線の複々線化を行うこととされた東京地下鉄道東西線建設史、208-219頁。。このうち新宿 - 本八幡間が都営新宿線として順次開業している。また橋本 - 調布間は京王相模原線として、笹塚 - 新宿間は京王線の線増部（京王新線）として開業している。
なお、本八幡 - 千葉ニュータウン方面間は千葉県が千葉県営鉄道北千葉線（仮称）として建設し、都営新宿線と直通運転を実施する計画であったが、取得していた鉄道事業免許は2000年に廃止され、その後計画自体が白紙化されている。
路線データ
路線距離（営業キロ）：23.5 km 軌間：1372 mm 駅数：21駅（起終点駅含む） 複線区間：全線 電化区間：全線（直流1500 V・架空電車線方式） 電力は曙橋の坂町変電所で66 kVの状態で東京電力パワーグリッドから受容し、22 kVに降圧して各駅に送電鉄道ファン、交友社、1980年5月号、75頁 地上区間：東大島駅 - 船堀駅間 2.5 km 閉塞方式：車内信号閉塞式 保安装置：D-ATC（JR型） 列車無線方式：空間波無線 (SR) 方式 最高速度：75 km/h（駅進入時は55 km/h） 表定速度 急行：東行47.9 km/h・西行48.2 km/h 各停：東行・西行とも34.8 km/h 全線所要時分 急行：東行29分55秒・西行29分45秒 各停：東行・西行とも41分30秒 車両基地：大島車両検修場 深さ 平均深度:23 m鉄道ファン、交友社、1980年5月号、73頁 最大深度:30 m 軌道:50kgNレール・コンクリート道床
沿革 新宿線は日本で唯一の軌間1372mm（馬車軌間）の地下鉄であるちばの鉄道一世紀、246頁。。当初、浅草線と共通化できるよう1435mmの標準軌で建設するべく、乗り入れ先の京王帝都電鉄（現：京王電鉄）に京王線の改軌を打診し、当時の運輸省も、1372mmを排除する方針で、京王側に改軌を打診した。しかし京王は改軌工事の規模が大きくなることや改軌中の輸送力に不安があるという理由で拒否したため、京王に合わせる形で軌間1372mmで建設された。
なお、その京王の1372mmの由来は、旧京王電気軌道がその開業時に、東京市電（現：東京都電）への乗り入れ構想を持っていたことに遡る。東京市電の前身東京馬車鉄道が1882年（明治15年）の開業に際して1372mmの軌間を選んだため（理由は不詳、「4フィート6インチ軌間#日本」の説明を参照）、後発の京王もそれに合わせた。つまり経過を辿ると、東京馬車鉄道から東京市電に引き継がれ、元は京王がそれに合わせる形で選択された軌間が、当地下鉄線では逆に東京都側が京王に合わせたことになるちばの鉄道一世紀、246-247頁。。
年表 1968年（昭和43年） 4月10日：都市交通審議会答申第10号において、第10号線は「芦花公園方面 - 新宿 - 住吉町方面に至る路線」として答申される。 6月3日：東京都が新宿 - 住吉町間の地方鉄道敷設免許を申請、同年10月30日に敷設免許を取得東京都交通局80年史、262-266頁。。 12月28日：第10号線新宿 - 住吉町間の都市計画決定。 1969年（昭和44年） 5月20日：第10号線の調布 - 新宿間が都市計画区間に追加される。 7月23日：住吉町 - 東大島間の地方鉄道敷設免許を申請、同年12月22日に取得。 1970年（昭和45年）8月24日：第10号線の都市計画区間に大島 - 東大島間（住吉町 - 大島間は同年1月8日）が追加される。 1971年（昭和46年）5月1日：森下・住吉付近で最初の建設工事に着手。 1972年（昭和47年）3月1日：都市交通審議会答申第15号において、第10号線は「橋本 - 調布 - 新宿 - 住吉町 - 本八幡 - 千葉ニュータウン印旛地区間の路線」として答申される。 1973年（昭和48年）2月27日：東大島 - 本八幡間の地方鉄道敷設免許申請、同年10月4日に取得。同日程で千葉県が本八幡 - 印旛松虫間（現・印旛日本医大駅）間の免許を申請・取得している。 1978年（昭和53年） 7月1日：計画時は「10号線」という名で呼ばれていたが、開業前の都営1号線と都営6号線の都営浅草線と都営三田線への改称と同時に都営新宿線へ改称した。 12月21日：岩本町 - 東大島間 (6.8 km) 開業。 1980年（昭和55年） 3月16日：新宿 - 岩本町間 (7.3 km) 開業。京王帝都電鉄（現：京王電鉄）と、1978年10月31日に供用を開始していた京王新線を経由し相互直通運転開始。ただし、岩本町より先は6両編成対応のため、8両および10両編成の京王車は岩本町止まり。 3月28日：東大島 - 本八幡間の都市計画決定（千葉県）、3月31日：都市計画決定（東京都）。 9月16日：東大島 - 本八幡間の建設工事に着手東京都交通局80年史、273-282頁。。 1981年（昭和56年）9月1日：京王車による一部列車の10両編成乗り入れを開始。 1983年（昭和58年）12月23日：東大島 - 船堀間 (1.7 km) 開業。 1986年（昭和61年） 9月14日：船堀 - 篠崎間 (4.9 km) 開業。 12月31日：大晦日から元日の終夜運転を開始。 1987年（昭和62年） 7月15日：京王乗り入れ車両による冷房運用を開始。 12月20日：全線でホーム延伸が行われ京王の車両の乗り入れ区間が岩本町から大島まで延長される。 1988年（昭和63年）5月21日：自局車両による冷房車を運用開始。この時増備された10-000形第22・23編成は都営地下鉄では初めての冷房車両である。 1989年（平成元年）3月19日：篠崎 - 本八幡間 (2.8 km) 開業（全線開通）。ただし、本八幡駅は仮設駅で開業。 1991年（平成3年）9月1日：本八幡駅（本設駅）開業。同時に京王の車両の乗り入れ区間を本八幡まで延長。 1993年（平成5年）5月9日：乗り越し精算と乗り継ぎ乗車券の発券を同時にできる日本初の自動乗り継ぎ精算機を市ヶ谷駅連絡改札口に設置。 1994年（平成6年）11月1日：全線でAM放送を受信できるサービスを導入。 1995年（平成7年）6月：全車両が冷房車となる。 1997年（平成9年）12月24日：全線で急行列車の運転開始（平日日中のみ）。高尾山口までの直通運転を開始（平日朝1本のみ。土曜・休日は2001年3月から）。 2000年（平成12年） 4月20日：正式名称を都営新宿線から新宿線に改称。 12月12日：都営地下鉄大江戸線国立競技場 - 汐留 - 月島 - 上野御徒町 - 飯田橋 - 都庁前間が開業し、森下駅で接続。同時に、森下駅への急行列車停車を開始。 2001年（平成13年）3月27日：京王線（笹塚以西）との直通列車を昼間時は都営新宿線内急行に変更。同時に急行の運転時間帯を土曜・休日にも拡大。 2003年（平成15年）12月1日：ダイヤ改正。土曜・休日の急行運転時間帯を拡大。平日朝の高尾山口行通勤快速が消滅。 2004年（平成16年）10月：列車無線を誘導無線 (IR) 方式から漏洩同軸ケーブル (LCX) を使用した空間波 (SR) 方式に変更。 2005年（平成17年） 1月20日：10-300R形暫定編成（10-000形のうち先頭車を差し替えた編成）運行開始。 5月14日：新ATC（デジタルATC）システムに更新。 5月21日：全車完全新造車の10-300形運転開始。 2006年（平成18年） 3月15日：京王9000系30番台による直通運転開始。 9月1日 ダイヤ改正。京王線橋本・京王多摩センター直通列車の大部分が10両編成となる。京王線経由で京王動物園線直通運転開始。 2007年（平成19年）9月3日：京王車の8両編成運用が消滅し、10両編成運用に統一される。 2009年（平成21年）6月：京王電鉄6000系が撤退し、京王車の車種が9000系30番台に統一される。 2010年（平成22年）6月1日：都営車の10両編成運用が開始される。 2011年（平成23年） 3月13日：同月11日に発生した東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）による発電所の停止に伴う電力供給逼迫のため、東京電力が輪番停電（計画停電）を実施。これに伴い、この日から急行が大幅に削減され、京王動物園線への直通運転を休止。 7月2日：京王線直通列車の大半が快速に置き換えられる。 9月23日：電力需給に余裕が出たことから、ダイヤ改正を実施。この結果、快速の大半が急行に戻され、急行の運転が全面的に再開。 12月18日：新宿三丁目駅のバリアフリー化が達成。これにより全線バリアフリー化。 2015年（平成27年）9月25日：ダイヤ改正により昼間の時間帯の京王線（笹塚以西）への直通列車が、14年半ぶりに都営新宿線内は各駅停車となる。一方で、急行は笹塚駅 - 本八幡駅間での運行となる。 2017年（平成29年）2月14日：10-300R形が営業運行を終了。 2018年（平成30年） 2月11日：10-000形が営業運行を終了。 2月22日：京王5000系（2代目）による直通運転開始。 2019年（令和元年）8月10日：新宿三丁目駅ホームドア稼働開始により、全駅にホームドアを設置完了。 2020年（令和2年）2月22日：ダイヤ改正により、土休日に限り京王動物園線直通急行の運転、京王動物園線との直通運転を再開。 2021年（令和3年）3月13日：京王動物園線との直通運転を休止。 2022年（令和4年）8月11日：都営車の8両編成の運転が終了し、全列車が10両編成となる。
建設概要 新宿 - 東大島間 地下区間の駅部は開削工法、駅間トンネルは曙橋 - 市ケ谷間、九段下 - 小川町間は開削工法、それ以外の区間はシールド工法により施工した（隅田川横断部除く）東京都交通局80年史、267-268頁。東京都交通局80年史、269-272頁。。
シールドマシンは大部分が圧気工法併用の半機械掘り式で、軟弱地盤地帯を通る浜町工区（馬喰横山 - 浜町間）以東は、手掘り式またはブラインドシールドに変更が可能な機種を使用している。シールドトンネルの外径は、単線シールドが7.3 m（浜町工区のみ7.5 m）、複線シールドが10.6 mである施工技術、49-66頁。。
甲州街道（国道20号）の地下に位置する新宿駅は、京王電鉄京王新線との共同使用駅であり、施工は京王帝都電鉄（当時）に委託した交通協力会『交通技術』1974年4月号「京王帝都電鉄新宿駅改良計画」19-41頁。。地上からの駅ホーム階の深さは26.5 m・地下5階に位置し、駅構築のうちホーム中心から笹塚寄り半分は京王、本八幡寄り半分（111.6 m）と笹塚駅寄りの引き上げ線が東京都（交通局）の財産区分となる電気鉄道、3-6頁。。
新宿駅を出発後、小田急小田原線、山手線、中央・総武緩行線・中央快速線、新宿貨物駅（1984年2月廃止・建設当時）の直下を単線シールドトンネル2本で横断する土木技術、32-40頁。。当時、新宿貨物駅直下に地下3層構造の上越新幹線新宿駅を建設する計画があり、新宿線は新幹線構造物を避けるために国鉄新宿駅構内を下り32‰の勾配で横断する構造となっている（この工区は国鉄に施工を委託）。新宿駅の東側民有地にある立坑（シールドマシンの発進基地）を通過し、ここから上り35‰の急勾配となり新宿四丁目交差点付近で甲州街道を横断して、民有地地下に設けた新宿三丁目駅に至る日本トンネル技術協会『トンネルと地下』1978年9月号施工「ビルの直下を抜く - 地下鉄新宿線新宿シールド - 」25-32頁。。新宿三丁目駅の本八幡寄りには構築上部に十字型のホテルを建築する計画があり、地下1階・2階には地下鉄の駅施設に加えてホテルの構築が準備されていた。詳細は新宿三丁目駅#都営地下鉄を参照のこと。
新宿 - 曙橋間では、地上に多数のビルがあり、建設工事に支障するビルは防護工として薬液注入による地盤改良またはアンダーピニング（基礎の受け替え）を施工した山海堂『土木施工』1976年7月号施工研究「都営地下鉄10号線花園工区大口径シールド工事」11-18頁。。新宿三丁目 - 岩本町までは靖国通りの道路下を通過する。曙橋駅からは、開削トンネルで防衛省市ヶ谷地区の前を通過し、市ケ谷駅手前で皇居外濠を横断し、中央本線の下を通過する山海堂『土木施工』1972年6月号施工研究「市ヶ谷駅横断地下鉄8号、10号線の工事計画」23-30頁。。市ケ谷駅の中央本線交差部は、有楽町線の建設工事と重なり、両線とも施工は国鉄（当時）に委託した山海堂『土木施工』1974年12月号施研究「通勤幹線の下を掘る国鉄市ヶ谷駅下横断地下鉄10号線建設工事」11-22頁。日本トンネル技術協会『トンネルと地下』1976年9月号施工施工「国電市ケ谷駅の下を抜く 地下鉄10号線」31-40頁。。新宿線の交差部（110 m）は、掘削深さが浅いことと列車の運行本数が非常に多く、通常の工法では施工できないことから、支保工にアーマー工法（鋼管圧入工法）と掘削にはメッセル工法で施工した。
市ケ谷駅からは複線シールドトンネルで進行して靖国神社前を通過、先の靖国神社交差点付近から半蔵門線の複線シールドトンネルと並行し、九段下駅へと至る。この区間のシールドトンネル（九段上工区）は、施工延長が990.392 mと長く、大部分が本八幡方面に向かって下り22‰の勾配となっている。
九段下駅 - 神保町駅間は、営団地下鉄半蔵門線と並行することから、東京都が営団地下鉄から受託して施工した。九段下駅は半蔵門線と同一階に位置することから、掘削幅42.5 mにおよぶ大規模な構築となった。地下鉄の建設工事に合わせて俎橋は架け替えられたほか、日本橋川横断部は凍結工法により施工した。神保町駅は、三田線建設時に地下1階部の新宿線駅躯体が建築されており、これを利用した。
九段下駅 - 小川町駅間では東京都建設局から共同溝の建設も重なり、こちらも東京都交通局が受託施工した。共同溝は都道第302号（放射第15号道路・靖国通り）下に建設される「靖国共同溝」で、千代田区九段北1丁目 - 神田淡路町1丁目（九段下駅 - 小川町駅間で新宿線と並行する）に至るもので、総延長は1750.0 m。共同溝は東京都水道局、東京電力、日本電信電話公社（現・NTTグループ）が使用する。ただし、建設区間では東西線、三田線、千代田線、丸ノ内線と4路線の地下鉄と直角に交差しており、地下鉄を避けるため左右に分かれたり、地下鉄構築を挟むように上下に施工するなどその構造は大変複雑となっている。
神保町駅から小川町駅へは開削トンネルで通過し、小川町駅から岩本町駅間で新宿線の単線シールドトンネルは、須田町交差点において銀座線トンネルと交差する日本トンネル技術協会『トンネルと地下』1977年10月号施工「銀座線の下を掘る 地下鉄10号線須田町工区」33-40頁。。銀座線トンネルは昭和初期に造られたもので、須田町交差点の中央から浅草寄りは山岳工法によるアーチ型トンネル、渋谷寄りは箱型開削トンネルで構築されている。新宿線シールド機の進行による崩落の危険性、山岳工法で造られたトンネルは不等沈下に弱く修復が困難であることから、銀座線トンネル交差部の新宿線トンネルを初期計画よりも深い位置に変更し、薬液注入や特殊遮断袋による裏込め注入など最大限の防護を行った。最終的には許容沈下量9 mmよりも少ない量（4.5 mm程度）で済み、銀座線トンネルへの影響はほとんどなかった。このように銀座線交差部は非常に難しい工事となった。
岩本町駅を通過後、大和橋跡（浜町川（廃止）に架かっていた橋）付近で半径400 mの曲線で東方面から南東方面に向きを変える。この付近と馬喰横山 - 浜町間（馬喰横山駅前後は清洲橋通りの道路下を通過）でも民有地の地下を通過し、地上に多数のビルがあることから、支障するビルには防護工の施工またはアンダーピニング（基礎の受け替え）を施工した。浜町駅は浜町公園直下に構築したが、公園敷地内だけでは10両編成長の210 mは確保できないことから、単線シールドトンネル間を切り拡げて確保した。浜町 - 森下間では隅田川直下を横断するが、この区間はケーソン工法（護岸取り付け部）、沈埋工法（河川横断部）により施工した。
隅田川を渡った場所から大島駅までは新大橋通りの道路下を東方向に直進する。この地区は海抜ゼロメートル地帯であり、また軟弱地盤にあることから、シールドトンネルの掘削により少なからず地盤沈下が発生する。このため、沈下量を少なく抑える工法としてブラインドシールド（一部は半機械掘り式）により施工した。
住吉 - 西大島間では横十間川に架かる本村橋と総武本線越中島支線の直下を通過する。1928年（昭和3年）に架けられた本村橋は老朽化が著しいことから、新宿線の建設に合わせて新しい橋に架け替えられた山海堂『土木施工』1977年7月号施工研究「都営地下鉄10号線西大島第1工区シールド工事と本村橋架替え工事との競含事業について（その1） 」27-31頁。。越中島支線は新宿線のシールドマシン通過により架道橋の沈下が懸念されたため、国鉄（当時）によって越中島支線の架道橋は仮橋脚・橋台と2連の工事桁に載せ替え、線路防護を行った。すなわち、現行の架道橋を西側に仮移設し、沈下発生時に扛上などの調整が容易な工事桁を使用し、沈下が収まった時点で工事桁を撤去し、架道橋を元に戻すものである。
大島駅を出ると、35‰の急勾配を上がって地下区間から高架線へ、旧中川上に建設された東大島駅に至る。
運行形態 + 日中の運行パターン（京王新線含む）種別＼駅名京王線直通（京王線列車種別）笹塚…新宿…本八幡運行本数各駅停車←橋本（平日）/ 京王多摩センター（土休日）（区間急行）3本←京王多摩センター（平日）/ 橋本（土休日）（快速）3本（笹塚折り返し）（各駅停車）4本（平日）3本（土休日）（新宿折り返し）2本（土休日のみ）
多くの列車が新宿駅（新線新宿駅）から先京王新線に直通する。このうち約6割が京王線経由相模原線橋本駅・京王多摩センター駅発着、約4割が笹塚駅発着で相互直通運転を実施している。新宿駅 - 本八幡駅間の全区間にわたって急行運転を行っている（列車種別の節を参照）。
日中は各駅停車のみの運行で、約6分間隔・毎時10本（土休日は毎時11本）のパターンダイヤとなっている。1時間当たりに橋本駅発着（京王線内では、平日は区間急行、休日は快速）が3本、京王多摩センター駅発着（京王線内では、平日は快速、休日は区間急行）が3本、笹塚発着が4本（土休日は3本）、土休日のみ新宿発着が2本運転されている。2025年3月改正で、京王線内において快速と区間急行の平日日中時間帯の行き先を入れ替え、橋本駅発着が平日日中は区間急行、土休日日中は快速、京王多摩センター駅発着が平日日中は快速、土休日日中は区間急行という形に変化した。
また、2022年改正までは、平日夕方ラッシュ時や土曜・休日の早朝に調布駅から相模原線に入らずに京王高尾線高尾山口駅まで直通する列車があり、このうち1本は本八幡駅 - 高尾山口駅間の全区間が急行であった。2006年 - 2011年、2020年 - 2021年には京王動物園線多摩動物公園駅への直通列車も設定されていた。
現在は新宿線から京王線の京王八王子駅や高尾線の高尾山口駅まで直通する列車の設定はないが、一方で京王八王子駅発の本八幡行きが平日早朝に1本、高尾山口駅発の本八幡行が平日・土休日ともに1本設定されている。なお、過去には京王八王子駅発岩本町駅行きの列車もダイヤ上設定されていたが、実際は桜上水駅で同駅始発の岩本町駅行きに乗り換えるという形で運行していたため、直通運転されていたわけではない。
列車種別
2018年2月22日のダイヤ改正以降、行き先は終着駅を表示し、種別は都営新宿線内の種別（各駅停車・急行）と京王線内の種別（各駅停車・快速・区間急行）を新宿駅で切り替える形で運用されている。
急行 thumb|250px|新宿線へ直通する急行列車 1997年12月24日から運転を開始した。当初は新宿線内のみを平日日中のみ運転していたが、2001年（平成13年）3月27日のダイヤ改正からは土休日日中の運転を開始した。
東京の地下鉄での速達列車の運転は東西線の快速に次いで2例目で、全線にわたり通過駅の設定があるのは初であり、現在も同様の例はほかに副都心線があるのみである（特急・有料座席指定列車を除く）。当時、新宿線の利用客数はJR総武線や東西線と比較して大きな差があったため、急行運転の実施により競争力を強化して旅客需要の喚起と利便性向上を図ったものである。
ダイヤ・運用 2016年9月17日から全便が10両編成で運転される。2006年9月のダイヤ改正以降は土休日朝の高尾山口駅行き2本をのぞくほぼすべての急行が京王車10両で運行されていたが、2010年3月のダイヤ修正で都営車10両による運用が設定された。この後2015年6月に都営車の10両編成車両の増備に伴い、8両編成であった高尾山口駅行きも含めて全便10両化された。2015年9月25日のダイヤ改正からは、土休日ダイヤでは朝の高尾山口駅行きの2本と、1運用（1時間40分周期）を除いて、8両編成での運用に変わったが、10両編成車の増加による運用変更で、2016年9月17日から土休日ダイヤでもおよそ1年ぶりに急行全列車が10両編成に戻ることとなった。2020年10月30日のダイヤ修正で、平日に14年ぶりに8両編成の急行が2往復復活したものの、2022年度に再消滅した。
停車駅は、運行開始時から2000年（平成12年）12月12日の大江戸線全線開通に伴い、森下駅が停車駅に加えられた以外の変更はない。都営地下鉄他路線に接続している駅にはすべて停車するが、2駅以上に連続停車はせず、新宿三丁目駅や九段下駅などの主要駅を含め、東京メトロなど他線と接続する一部の駅も急行は通過する。
原則岩本町駅および大島駅もしくは瑞江駅で各駅停車の追い抜きが行われている。大島駅発着の急行は、大島駅で本八幡駅発着の各駅停車と接続し、大島駅以東の利便性を確保している。したがって、東行は新宿線新宿駅と馬喰横山駅で（一部は大島駅でも接続）、西行は船堀駅（本八幡駅発のみ）と神保町駅で直後の各駅停車に連絡する。
2013年2月のダイヤ改正から2015年9月のダイヤ改正前までのデータイムと、2020年2月22日の改正以降の平日の一部の急行は、都営新宿線内では現在のダイヤとほぼ同じで本八幡駅・大島駅 - 橋本駅間で運転されており、京王線内は「区間急行」として運転されていた。また2020年10月30日のダイヤ修正で、京王多摩センター駅行きも設定される。
2021年3月13日改正ダイヤでは、笹塚駅 - 本八幡駅間の運転で、平日が日中のみ（本八幡駅15:40発は橋本駅まで、本八幡駅16:00発は京王多摩センター駅まで直通）、土休日が7時台の2本（うち1本は高尾山口駅まで直通）をのぞき日中から夕方の運転であった（本八幡駅行きの急行最終列車とその1本前は橋本駅から直通）。土休日は急行運転時間帯が平日よりも拡大されたほか、大島行きが3本、新宿方面行が4本運転され、これらの電車は、笹塚駅で京王線新宿・橋本発着の準特急に接続していた。
2022年3月12日のダイヤ改正によって平日は1日4往復のみ、土休日も新宿方面行は1日7本（うち1本は大島駅始発）、土日祝日の本八幡方面行は1日8本（うち2本は大島駅止まり）のみと大幅に減便された。
2023年のダイヤ改正でさらに運転本数が削減され、日中（11 - 15時台）の運転が取りやめられたが、新たに平日朝夕ラッシュ時間帯に設定された。平日の西行は7時台に大島駅発2本、9時台に本八幡駅発1本、東行は17時台に笹塚駅発本八幡駅行き1本が運転される。土休日の西行は7 - 10時台に本八幡駅発が概ね一時間に1本の割合で計4本、東行は16 - 18時台に48分間隔で計4本（うち2本は大島駅止まり）運転される。
2024年のダイヤ改正で平日朝に本八幡発新宿方面行き1本を新設（各駅停車からの格上げ）、平日・土休日ともに夕夜間の本八幡方面行きを増発。平日の本八幡9:00発の急行に女性専用車が設定される。また全列車が大島駅で各駅停車と接続するようになり（緩急接続）、瑞江駅での追い抜きがなくなった。
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