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2000年8月6日、目蒲線の分割と東横線多摩川~武蔵小杉間の複々線化完成により目黒線は開通した。運用数は11運用で3000系12編成が用意された。

2000年9月26日、営団南北線目黒~溜池山王間と都営三田線目黒~三田間が開通し目黒線との相互直通運転を開始した。目黒~白金高輪間は営団が第一種鉄道事業者、都営が第ニ種鉄道事業者となり設備を共用している。これにともない上り列車の行先と車両運用は大きく変わったものの目黒線内の発着時刻は一部列車で変更された程度のダイヤ改正が行われた。運用数は11運用で変化はない。なお、9月22日から4日間は開業後のダイヤで目黒~溜池山王・三田間は回送扱いとされた。

2001年3月28日、埼玉高速鉄道が開通し南北線・目黒線との相互直通運転を開始した。これにともない上り列車の行先と車両運用の変更および、平日朝間の一部下り列車の発着時刻と行先が変更されるダイヤ改正が行われた。また、前回と同じく3月23日から開業後のダイヤとして5日間は埼玉高速鉄道内は回送扱いとされた。なお、前回のダイヤ改正は開業日の9月26日として、9月22日から一部列車の時刻が変更という扱いであったが、今回は開業前の3月23日からダイヤ改正を行い3月28日までは埼玉高速鉄道内は回送という扱いとされた。増発はなかったが運用数は12運用と1運用増加したことから3013Fが増備され3月24日から営業運転を開始している。

2003年3月19日、朝ラッシュ時の増発と日中の6分ヘッド化のダイヤ改正が行われた。増発により運用数が1運用増加し13運用となることから5181Fが増備され3月13日から営業運転を開始している。

2004年5月6日、3000系3003F以降の検査入場に備え5182Fが増備されこの日から営業運転を開始した。

2006年9月25日、急行運転開始を目玉としたダイヤ改正が行われた。運用数は15運用と2運用増加し、これに合わせて5080系が2本増備され、5183Fが9月1日から5184Fが10月27日から営業運転を開始した。

2008年6月21日、日吉延伸にともないダイヤ改正が行なわれた。増発も行なわれたため運用数が21運用へ一気に6運用増加し、5185F~5190Fの6編成が増備された。

参考

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