東武東上本線
東上鉄道発起
1890年代から1900年代（明治30から40年代）にかけて、日本興業鉄道（小石川下富坂町 - 高崎間）・京越鉄道（池袋 - 川越間）（ともに未成線）など、川越の周辺で数多くの鉄道が企図・発起されたが、申請却下や免許失効などで実現を見なかった。
日本興業鉄道の発起人には、後に東上鉄道の発起人になる内田三左衛門や千家尊賀が名を連ねていた。内田の出地は川越の豪商。千家の出地は出雲大社の宮司の家柄で兄千家尊福が貴族院に4回当選し、埼玉、静岡、東京府知事（官選）を歴任、1906年（明治39年）に第一次西園寺内閣の司法大臣に推されている。
一方京越鉄道の発起人には川越電気鉄道創業者の綾部利右衛門や新河岸川・福岡運河（現・ふじみ野市）の回漕店福田屋の星野仙蔵らが名を連ねていた。星野は川越商業銀行取締役や黒須銀行を経て1904年（明治37年）に衆議院議員に当選し、この時同じく当選した初代根津嘉一郎から東上鉄道の計画を聞き、協力を惜しまなかった。東上鉄道創業当初は監査役に就任したようである。
日本興業鉄道計画が絶たれた後、千家尊賀と内田三左衛門ほか数名は新たに東上鉄道を発起した。1903年（明治36年）12月23日、逓信省にて東上鉄道の仮免許申請書を提出した。途中出資者が集まらず、紆余屈折を経て、後に東武鉄道社長となった根津嘉一郎に会社創立を託すことになった。
後述の通り、発起人たちは東京から新潟県長岡へ至る建設構想を有していたが、当面の終点目標（仮免許申請区間終点）である渋川町が属する群馬県の旧国名が上野国であり、古くから「上州」と呼び習わされていたことに基づき、会社名は”東京”と”上州”それぞれの頭文字を取って「東上」とした。
東上鉄道は1908年（明治41年）10月6日、東京府北豊島郡巣鴨町字氷川（現・東京都豊島区巣鴨） - 埼玉県入間郡川越町（現・埼玉県川越市） - 比企郡松山町（現・埼玉県東松山市） - 児玉郡児玉町（現・埼玉県本庄市）および群馬県高崎市を経て群馬県群馬郡渋川町（現・群馬県渋川市）に至る鉄道の敷設仮免許を受けた。
ついで1911年（明治44年）11月11日に東上鉄道創立総会が開かれ、取締役社長に根津嘉一郎が就き、本社を東京府東京市本所区小梅瓦町（現: 東京都墨田区押上一丁目）の東武鉄道本社に置いた。資本金は450万円。実際の東上鉄道本社は川越に置かれたが、根津嘉一郎が東上鉄道の経営に乗り出すと、本社登記地のみ押上の東武鉄道本社に変更された。
東上鉄道創立当初の路線敷設計画
仮免許段階における計画では、渋川から新潟県方面への延伸構想も盛り込まれていた。「氷川・池袋・練馬・白子（現・和光市）・膝折（現・朝霞市）・大和田（現・新座市）・竹間沢（現・入間郡三芳町）・大井（現・ふじみ野市）・川越・小坂・松山（現・東松山市）・菅谷（現・嵐山町）・能増（現・小川町）・今市・小前田（現・寄居町）・児玉（現・本庄市）・藤岡・山名・飯塚（現・高崎市）・金古・渋川・棚下・沼田・真庭・湯原・綱子・万太郎・土樽・湯沢・塩沢・六日町（現・南魚沼市）・浦佐・小出（現・魚沼市）・堀内・十日市・長岡」として、氷川 - 渋川間を第一期線、渋川 - 長岡間を第二期線と位置づけていた。川越・児玉往還（東京 - 高崎）、三国街道（現国道17号。高崎以遠）と旧街道筋に沿って敷設する計画であったことが分かる。
この計画当時の予定と現路線とで経路が多少異なっているのは、地域住民から様々な誘致活動があったためである。たとえば志木付近の商人による誘致により、計画では白子（和光市）から川越街道沿いに敷設する予定であった路線が、大きく北にカーブを描く形で朝霞へと至るルートに変更されている。
また川越以北の延伸では、宿場町でなく人口が多い周辺の町を経由するように計画が見直され、坂戸、小川、寄居など当初の敷設計画になかった町を経由したため、路線は数ヶ所においてうねった曲線を描いている。
本免許・池袋 - 坂戸町間開通
東上鉄道の路線は、根津嘉一郎のほか原邦造（愛国生命社長→東上鉄道取締役）など投資家の手により着工・開業した。
会社設立後直ちに本免許を申請し、1912年（大正元年）11月16日東京府東京市小石川区大塚辻町（現・東京都文京区大塚）から群馬県群馬郡渋川町に至る鉄道の本免許状が下付された。さらに同月30日に東京府北豊島郡巣鴨村大字池袋字宮ノ下から同村大字巣鴨字向原（現・東京都豊島区東池袋）に至る軽便鉄道、1914年（大正3年）4月18日に埼玉県入間郡川越町から田面沢村に至る軽便鉄道の敷設がそれぞれ免許された。以上の免許に基づき、1914年（大正3年）5月1日池袋 - 田面沢間（池袋 - 下板橋間2.2kmおよび川越町 - 田面沢間2.3kmは軽便鉄道、下板橋 - 川越町間29kmは私設鉄道）が開通し、旅客・貨物運輸営業を開始した。開業にあたり鉄道省から蒸気機関車3両、高野登山鉄道から蒸気機関車2両、客車13両、貨車を35両をそれぞれ購入し、東武鉄道から機関車を借り入れた。
その後の延長工事のため、1916年（大正5年）2月27日に田面沢 - 川越町間軽便鉄道の旅客営業を廃止し、同年10月27日の川越町（現・川越市） - 坂戸町（現・坂戸）間5.7マイル (9.2km) 開通と同時に川越町 - 田面沢間は廃止された。坂戸町開通に伴い、東武鉄道から客車3両が譲渡された。
東武鉄道との合併・寄居までの全通
1918年（大正7年）3月、それまでの私設鉄道法によって運営された区間は以後、軽便鉄道法による旨が指定され、また第一次世界大戦の影響に伴う物価急騰により東武・東上両鉄道の営業費が増加したため、両社を合併し、営業上の経費節減と車両の運用諸設備の更新などを図る方針が固められた。
1920年（大正9年）4月7日に両社長間で合併の仮契約を結び、同年4月27日に合併を決議、翌4月28日に東武鉄道社長根津嘉一郎が鉄道大臣に「東武東上合併認可申請書」を提出し、同年7月22日までに開業線池袋 - 坂戸町間40.6kmと未開業線坂戸町 - 高崎間62.8kmの一切をもって東武鉄道と合併する旨の業務引き継ぎが行われ、同年7月27日の東武鉄道による会社合併登記をもって東上鉄道は解散した。同年9月の鉄道大臣認可により合併業務が完了した。これに伴い、東上鉄道路線は東武鉄道東上本線となった。合併に際しては、東上鉄道の1株当たり東武鉄道の1株を割り当てる5:5の対等合併が行われた。
池袋 - 寄居間の現路線はすべて東上鉄道時代に開業、もしくは着工されている。東武鉄道合併後の1923年（大正12年）に坂戸町 - 武州松山（現・東松山） - 小川町間、1925年（大正14年）7月に小川町 - 寄居間が開通して、現路線の全線が完成した。
東武鉄道と東上鉄道の合併時点（1920年）では寄居以北の延伸についても準備が進められていて、用地買収中であったが、国鉄（鉄道省）八高線の建設計画により中断された。その後1924年（大正13年）の寄居 - 高崎間免許失効により延伸計画は撤回され、東武東上本線は池袋 - 寄居間の路線として確定した。
沿線概況
埼玉西部と東京池袋を結ぶ小川町駅以南の沿線地域は新興住宅地の開発が盛んである。近年は大型マンションが増えている。このように沿線の住宅開発が進んでいるため、多くの人が利用し、東武鉄道の中でもトップクラスの収益を上げる路線である。
池袋 - 小川町間では、現行のATSに代わる新しい運転保安システムとしてT-DATC（東武型デジタルATC）と呼ばれるATCの導入が行われ、2015年1月31日にまず川越市 - 小川町間で使用を開始し、2015年9月26日には池袋 - 川越市間でも使用を開始している。
池袋 - 和光市
この区間は、豊島区および板橋区の密集市街地を通過するためカーブが多い。
池袋駅は東武百貨店の1階に位置し、JR線と並行した3面3線のホームを持つ。池袋駅から北池袋駅までは赤羽線と並行して走行する。北池袋駅を過ぎたところで大きくカーブし赤羽線と分かれて進路を西に変える。カーブの途中に下板橋駅の相対式ホームがあり、カーブの先には本線南側に留置線群がある。大山駅構内で再びカーブし、副本線を有する中板橋駅へ至る。環七通りと石神井川を越え島式ホームのときわ台駅、副本線を有する上板橋駅を経て、東武練馬駅、下赤塚駅へと至る。下赤塚駅付近からは、川越街道の地下の有楽町線・副都心線と並行する区間となり、2面4線の成増駅へ至る。成増駅は和光市駅方の本線南側に引き上げ線を1線有している。引き上げ線の終端部のすぐ先で有楽町線・副都心線の線路が地上に顔を出し、このまま和光市駅まで並走する。白子川を渡る手前に県境があり、東京都から埼玉県に入る。和光市駅の手前で地下鉄線が東上線の下り線をオーバークロスし、方向別複々線となって和光市駅に到着する。和光市駅の朝霞駅方には地下鉄線の引き上げ線を兼ねた和光検車区への回送線がある。
和光市 - 川越市
和光市駅から志木駅までは複々線となっており、和光市駅、朝霞駅、朝霞台駅、志木駅はいずれも内側線と外側線の間に島式ホーム配置した2面4線構造である。この複々線区間は、踏切がなくカーブも比較的緩やかなため高速走行が可能な区間となっている。志木駅から先は再び複線区間となり、川越まではほぼ直線となっている。
柳瀬川駅の先で柳瀬川を渡り、志木市から富士見市に入る。みずほ台駅、鶴瀬駅、ふじみ野駅はいずれも地平駅で富士見市内の駅である。ふじみ野駅の所在地は富士見市ふじみ野東であり、隣の上福岡駅がふじみ野市内唯一の駅となっている。
新河岸駅から川越市内に入る。国道16号と交差する付近でJR川越線をアンダークロスし、西側に川越線が並行した川越駅に至る。
川越駅と川越市駅のほぼ中間地点で、西武新宿線と交差し川越線と分かれるとすぐに、川越工場と留置線が併設された川越市駅に到着する。
川越市 - 森林公園
川越市駅を過ぎると列車の本数が減って駅間の距離も長くなり、車窓も人家が減り農地が増えてくる。
川越市駅の留置線を過ぎカーブを曲がった先に、入間川がある。入間川を渡った先に霞ヶ関駅がある。霞が関駅を出て、東京国際大学のキャンパスを左手に過ぎたところで、小畔川を渡り、右手に東洋大学のキャンパスを過ぎると、川越市と鶴ヶ島市の境界上に位置する鶴ヶ島駅に到着する。鶴ヶ島駅の先で圏央道と交差したのち、鶴ヶ島市と坂戸市の境界上に位置し、ワカバウォークに隣接した若葉駅に到着する。次の坂戸駅は越生線との分岐駅であるが、建設の経緯から同駅の前後は大きくカーブしている。
坂戸駅付近から東松山駅付近までは北に向けてルートをとる。北坂戸駅の先で越辺川を渡って東松山市に入り、かつて高坂構外側線が分岐していた高坂駅に至る。高坂駅から掘割区間を抜け、都幾川を渡り、地平区間をしばらく行くと東松山駅に到着する。同駅付近でルートを西に変えたのち、東上線最大の車両基地である森林公園検修区が併設された森林公園駅に至る。
森林公園 - 小川町
車両基地を左手に見ながら進んだ先で関越自動車道と交差すると、つきのわ駅周辺の宅地エリアに入る。次の武蔵嵐山駅周辺も宅地となっているが、同駅から1kmを過ぎたあたりからはカーブが多くなり森の中を走行する区間もある。嵐山町と小川町の境界付近、武蔵嵐山駅から約3kmの地点に嵐山信号場があり、同信号場から先は単線となる。4kmほど単線区間が続いたのち、オーバークロスしてきた八高線と合流して小川町駅に至る。
小川町 - 寄居
小川町駅から寄居駅間は現在では池袋駅 - 小川町駅間と運行系統が分割されており、4両編成のワンマン運転となっている。
小川町駅を出てしばらくは八高線と並行したルートをとるが、東武竹沢駅付近で八高線と分かれ北上する。新駅の設置が予定されている本田技研工業の工場の東側を抜け、しばらく行くと男衾駅に至る。男衾駅を出ると進路を西に変え、鉢形駅の先で荒川を渡り、玉淀駅を経て終点の寄居駅に到着する。
運行概況
当線は東京都都心部と埼玉県南西部を結ぶ通勤・通学路線として、また、日中の生活路線として機能している。各種別の現行の停車駅は「駅一覧」を参照。
日中の東京地下鉄（東京メトロ）副都心線直通列車（東急電鉄東横線・横浜高速鉄道みなとみらい線直通）が東上本線内を急行運転し、Fライナーを名乗るようになった2016年3月26日ダイヤ改正までは、普通列車（各駅停車）は和光市駅 - 志木駅 - 川越市駅間では東京地下鉄有楽町線・副都心線直通列車を中心に設定されていた。和光市駅 - 志木駅間は都市高速鉄道13号線として計画されていた区間であり、この区間は東上線で唯一の複々線区間であるとともに踏切も一切設置されておらず速達列車は高速運転が可能となっている。また、複々線区間内においては時間帯・地下鉄線直通の有無に関係なく普通列車は内側の線路を走り、速達列車（TJライナー・快速急行・快速・急行・通勤急行・準急）のうち地下鉄副都心線直通列車の急行と快速急行は内側の線路を走り、その他の優等列車は外側の線路を走る。なお、8月に朝霞市民まつり「彩夏祭」の花火大会が開催される日には臨時ダイヤで運転するが、その際は会場の最寄りである朝霞駅が非常に混雑するため、旅客の転落防止及び通路用として3番線にドア開放した回送列車を留め置くため、その時間帯の上り列車はすべて外側線を使用する。
日中時間帯の川越市駅 - 坂戸駅・小川町駅間は、急行が普通（各駅停車）列車の役割を果たすが、2013年3月16日のダイヤ改正により、4本中3本が森林公園発着となったため、森林公園以北は、残りの急行1本と快速が普通列車の役割を果たす。朝と夕方以降は、早朝と深夜に数本ずつ池袋駅発着の普通列車小川町行きがある。基本的には川越市以北は地下鉄直通の普通列車および準急、急行が普通列車の役割を果たすが、半分以上が森林公園駅発着であり、夕方以降の上り、平日朝8時 - 10時までの上り、土休日8時 - 10時までの上下線の快速急行と夕方以降の下りのTJライナーが森林公園駅 - 小川町駅間の普通列車の役割を果たす。
直通運転
都市高速鉄道13号線は、渋谷 - 池袋 - 小竹向原 - 和光市 - 志木間を結ぶ路線として計画され、これに基づき小竹向原 - 和光市 - 志木間が先行して整備・開業し（小竹向原 - 和光市: 東京地下鉄、和光市 - 志木: 東武東上線複々線）、地下鉄8号線（新木場 - 有楽町 - 池袋 - 小竹向原）と合わせて有楽町線と呼ばれていた。東上線は、和光市駅から東京メトロ有楽町線・副都心線（また、副都心線を介して東急東横線・横浜高速鉄道みなとみらい線）へ相互直通運転を行っており、小竹向原・飯田橋・有楽町・新木場（有楽町線）方面、新宿三丁目・渋谷（副都心線）方面、自由が丘・横浜（東急東横線）方面、みなとみらい・「元町・中華街」（みなとみらい線）方面へ乗り入れている。
東上線または地下鉄線で人身事故などの輸送障害が発生した場合、直通運転を中止することがある。その際、下り方面から来た直通電車は和光市駅に進入できないため、朝霞駅以北で運転を打ち切る。また、東上線の都内区間（池袋駅 - 成増駅間）で輸送障害が発生して運転を見合わせた場合については、運転再開までは直通運転区間である和光市駅 - 川越市駅間で直通列車のみで運行を継続する場合も多い。運転再開後も平常運転を基本とするが複々線区間が終わる志木駅到着までは時刻通りで運行される。ただし、運転状況によって、直通運転を中止して、副都心線からの志木行は副都心線内で和光市行に変更されることもある。運転再開後の遅延した急行の待ち合わせは志木駅で行い、急行などを先行させた後に発車する。上り線でも同様の処置が行われる。運転再開までは和光市駅やJR武蔵野線との乗換駅である朝霞台駅で乗客が溢れる。
車両運用について
東上線から有楽町線および副都心線 - 東横線 - みなとみらい線への相互直通列車について、どの列車がどの車両で運転されるかは『MY LINE 東京時刻表』（交通新聞社）の列車番号欄にて判別ができる。列車番号末尾アルファベットの「T」が東武車両（01T以降の奇数番号）、「S」が東京メトロ車両（8両編成は01S - 19S／10両編成は21S以降の奇数番号）、「K」が東急車両（8両編成は01K - 49Kで横浜高速鉄道車両と共通運用／10両編成は51K以降）となっている（「M」は西武車両で02M以降の偶数番号）。なお、列車番号が6桁の数字で表記されている東横線・みなとみらい線では上3桁が運用番号で、800番台が東武車両、700番台が東京メトロ車両、000番台が東急・横浜高速車両となっており（100番台は西武車両）、例えば「01T」の場合は東横線・みなとみらい線では「801」となる。なお、東京メトロ・東急・横浜高速車両は、有楽町線新木場駅やみなとみらい線元町・中華街駅などで折り返し後、西武有楽町線・池袋線直通列車となる運用が（その逆も）ある。
列車種別
現行の停車駅に関しては「駅一覧」の節を参照。以下において「平日」「土休日」はダイヤ設定上の曜日を指す。
TJライナー
2008年6月14日のダイヤ改正で新設された種別。英文表記は「TJ LINER」。シンボルカラー（ロゴマーク）は青を基調とする。停車駅案内におけるラインカラーはオレンジ■を使用。ホームライナー的な運用を行う種別であり、ふじみ野駅 - 森林公園駅・小川町駅までの各駅への速達性を高め、かつ「座席定員制」として快適な車内環境を確保する目的で設定された。また、森林公園駅から先、小川町方面は各駅に停車し、後述の快速急行や快速同様、普通列車の役割を果たす。後述の川越特急・快速急行などと共通運用の50090系クロスシートによる限定運用となっている。
2019年3月16日からは「座席指定制」へ移行し、座席指定券購入時に号車番号や座席番号を自由に選択できるようになった。
当初は夕方以降に下り列車のみ平日6本・土休日4本の運行であったが、ダイヤ改正のたびに増便を行い、2019年3月16日のダイヤ改正時点では下りが平日14本・土休日11本の運行となっている。また2016年3月26日の改正から、平日朝に上り列車が森林公園発池袋行きで2本新設された（途中駅降車不可）。なお上り列車は、下り列車が停車する川越市駅を通過する。
乗車時には座席指定券が必要となり、下り列車では、池袋駅での乗車時は運賃のほか座席指定券370円（2019年10月1日現在）が必要であるが、ふじみ野駅から先の停車駅では座席指定券370円は不要になる。上り池袋行きでは、森林公園駅・東松山駅・坂戸駅・川越駅での乗車時は座席指定券470円、ふじみ野駅での乗車時は370円が運賃と別に必要である。なお、座席指定券は池袋駅とふじみ野駅 - 玉淀駅および越生線全駅において下り列車は当日から、上り列車は前日から購入可能である。またチケットレスサービスは1週間前から購入可能である。
川越特急
2019年3月16日のダイヤ改正で新設された種別。シンボルカラー（ロゴマーク）はゴールド色を基調とし、停車駅案内におけるラインカラーは紫■を使用。英文表記は「KAWAGOE Limited Express」である。TJライナーと共通運用が組まれるため、50090系のクロスシートで運行され、乗車券のみで乗車が可能である。川越への観光客をターゲットにしており、土休日は下り2本・上り4本が、平日は下り2本・上り3本が運行される。
一部の列車にはコンシェルジュが添乗し川越観光に関する案内を実施するほか、車内放送でも川越観光に関する案内を行う。また、車内チャイムとして川越市出身の作曲家菅野祐悟が作曲した川越特急専用のチャイムが使用されている。
同一時間帯に運行される快速急行が池袋駅 - 川越駅間では和光市駅・志木駅に停車するのに対し、川越特急はその2駅を通過して朝霞台駅のみに停車する選択停車方式を採用している。ただし、この時に待避を行う準急・普通は朝霞台駅では緩急接続を行わず、従来通り志木駅で待避を行っている。このため、池袋駅から（まで）利用する場合、従来の快速急行で行っていた柳瀬川駅 - 新河岸駅に対する緩急接続が不可能となった。
快速
2013年3月16日のダイヤ改正で新設された種別。シンボルカラーは水色■で、英文表記は「Rapid」である。
快速急行と急行の中間の種別として日中に運行され、日中の最速達列車として運行される。全列車が池袋駅発着で運転され、有楽町線・副都心線には乗り入れない。
停車駅は、快速急行停車駅に成増駅 ・朝霞台駅・ふじみ野駅 ・若葉駅を加えたもの（池袋駅 - 川越市駅間の急行停車駅 + 川越市駅 - 小川町駅間の快速急行停車駅 + 若葉駅）で、日中1時間に2本の運行。2013年のダイヤ改正後は急行が日中1時間に4本の運行となることから、和光市駅 - 川越駅間では急行とあわせて速達列車が1時間に1本の増となっていたが、快速通過駅、特に川越市駅 - 東松山駅間の通過駅は減便されたため、後述するFライナー・急行が登場する2016年3月26日のダイヤ改正で、日中の準急の増便を図り通過駅の乗り継ぎを向上させた。
ほとんどの列車が成増駅で普通列車に、ふじみ野駅で川越市駅発着の準急、川越市駅では森林公園駅発着の準急と緩急接続を行う。また、森林公園駅では急行と接続する。なお、先発する急行とは平行運転を行っているため、下り列車の方が上り列車よりも所要時間が多くかかる。小川町駅で寄居方面の列車と接続している。越生線とは基本的に接続を行っていない（日中は急行と接続しているため）。
2016年3月のダイヤ改正から、平日の上り23時台に1本新設された。この列車はTJライナー（最終列車）の送り込み運用であるため50090系が限定使用され、上り快速急行と同じく進行方向を向いたクロスシートで運行される。また、川越市駅で接続する準急が森林公園駅発着となり緩急接続を行うようになったため、快速通過駅の霞ヶ関駅・鶴ヶ島駅・北坂戸駅・高坂駅利用客の利便性が向上した。
運行の変遷
本種別は2013年のダイヤ改正で登場し、日中時間帯に川越市駅以北でも通過運転を行う種別は本種別が初である。登場時点では日中のみの運転であったが、終日TJライナー、快速急行、快速のいずれかが運転されるようになったため、東松山駅以北の利便性が大きく上昇した。しかし当初は日中は川越市以北で準急の運転は行っておらず、さらに快速を登場させるときに日中の急行を毎時一本ずつ置き換えたため快速通過駅では減便になるなどの問題点があった。
その後、2016年のダイヤ改正により、日中の準急の大半が森林公園発着となり、川越市で本種別と接続するようになった。それにより、川越市以北の通過駅を利用する人も本種別を利用できるようになり、さらに快速通過駅でも毎時6本の本数が確保されるようになり、利便性が大きく向上した。また、同改正により平日の夕方上りや深夜の上りにも設定されるようになり、運転時間帯も大きく拡大された。
運行の変遷
2008年まではラッシュ時は準急・通勤急行のみの運転で、日中のみの運転であったが、ダイヤ改正により通勤急行の一部を置き換え終日運転されるようになる。さらに日中時間帯の準急を1本急行に変更し、毎時5本運転されるようになる。しかしそれにより日中の準急が毎時3本に変更され、しかも等間隔ではないため準急ユーザーにとっては利便性がかなり悪化した。ただ、当改正により日中の準急は終点まで先着するダイヤになったため、所要時間は短縮された。
2011年のダイヤ改正により、日中は12分間隔での運転になり、さらに日中にふじみ野で準急と急行が接続するパターンが復活した。5本運転されるうちの2本が準急に、残りの3本が普通に接続するようになった。
2013年のダイヤ改正により再び15分間隔の運転に戻され、さらに快速が運転されるようになったため川越市以北の快速通過駅では減便となった。また、毎時4本運転されるうちの3本が森林公園止まりとなり、小川町行きの急行は激減し、森林公園発着がメインになった。
2016年のダイヤ改正により、副都心線直通の急行列車「Fライナー」が日中時間帯30分間隔で運転されるようになった。そのため、池袋駅 - 森林公園駅間の毎時2本の急行をFライナーに置き換えた。その補填列車として池袋駅 - 川越市駅間の準急を毎時2本新設、川越市駅止まりだった準急を森林公園駅まで運転区間を延長し、川越市駅で快速との待ち合わせを行うダイヤになった。このダイヤ改正により、和光市駅 - 川越市駅間の急行・快速通過駅と、川越市以北の快速通過駅利用者の日中の利便性が向上した。
2019年3月のダイヤ改正で、土休日午前中の上りFライナー3本が小川町駅発となった。
準急
終日設定されている。シンボルカラーは緑■（2013年3月のダイヤ改正までは青■）、で、英文表記は「Semi Express」もしくは「Semi Exp.」である。運行区間は朝夕が全区間、日中が池袋駅 - 川越市駅・森林公園駅間（通過運転区間が池袋駅 - 成増駅間のため地下鉄線直通区間の普通と停車駅に差がなく、有楽町線・副都心線直通の設定はない）。
日中は1時間に4本運転。森林公園駅発着はふじみ野駅で副都心線直通の急行に、川越市駅で快速と緩急接続する。川越市駅発着はふじみ野駅で快速と緩急接続し、和光市駅で副都心線直通の急行に、川越市駅で池袋駅発着の急行と接続する。夕方時間帯に、ふじみ野駅で急行と快速急行（またはTJライナー）の計2本を待ち合わせる列車がある。
2008年6月13日まで、朝が8 - 10分間隔、日中が15分間隔、夕方が12分間隔、早朝と深夜が5 - 22分間隔だった。また、急行列車の運転時間帯はふじみ野駅で、後発の急行に待避接続するダイヤ設定であったが、翌14日のダイヤ改正以後、日中は1時間に4本から3本に減便されたため、志木駅 - 川越駅間の急行通過駅では減便となった。また、ふじみ野駅での緩急接続もなくなった。
2011年3月のダイヤ改正より、日中はおおむね20分間隔での運転となり、このうち下り列車は、成増駅で急行と緩急接続をする列車・ふじみ野駅で急行と緩急接続をする列車・川越市駅まで先着する列車がそれぞれ1本ずつであり、上り列車は、ふじみ野駅で急行の待ち合わせをする列車が2本・池袋駅まで先着する列車が1本であった。また、平日の夕方ラッシュ時の準急小川町行き4本については、森林公園駅で当駅止まりのTJライナーからの接続を行っていた。
2013年3月のダイヤ改正で、快速列車新設に伴い1時間に2本に減便された。
2016年3月のダイヤ改正からは、池袋駅発着の急行（改正前は1時間に4本）のうち2本が副都心線直通となったため、この2本の急行の代わりに副都心線直通系統と和光市駅で接続する準急を1時間に2本設定した。これにより2008年6月の改正前と同じ1時間に4本となった。また、残りの2本が森林公園駅発着となり、川越市駅 - 東松山駅間の快速通過駅では1時間に2本増便となった。森林公園駅発着系統は川越市駅で快速と緩急接続を行うため、快速通過駅の利便性も向上した。さらに上り川越市始発の初電車が普通から格上げされ、池袋駅への到着が5:29と早くなった（この格上げに伴い、成増駅で始発の普通池袋行きと接続する形がとられた）。
2019年3月のダイヤ改正で、志木駅始発が設定された（土休日上り2本のみ）。
かつては朝ラッシュ時間帯の上りの準急がときわ台駅に停車していたことがあった。これは当時、当該時間帯において準急と普通が平行運転を行っていたため、準急は途中駅での時間調整が必要であったためである。1983年改正当時の時刻表には「ときわ台に準急はとまりません」の注意喚起があった。
通勤急行
1987年8月25日のダイヤ改正で新設された種別。2016年2月時点で平日の朝ラッシュ時に上り6本（おおむね15分間隔）のみ設定で、1991年 - 1994年までの土曜ダイヤにも設定されていた。英文表記は「Commuter Express」または「Com. Exp.」。シンボルカラーは桜■または紫■。2008年以降の平日朝ラッシュ時間帯は急行・通勤急行・準急の3種別を運転し、1つの種別への乗客集中を避け、遅れを生じないようにしていた。4本目と5本目が小川町発で、それ以外は森林公園発で運行されていた。停車駅は志木駅以北の各駅および和光市駅・成増駅・池袋駅。なお、急行が停車する朝霞台駅を通過するため、代わりに志木駅で普通列車との接続が行えるようになっていた。2016年3月25日限りで運転を終了し、翌日のダイヤ改正をもって廃止となった。
秩父鉄道を介する東武本線系統との間の回送運転
東武東上本線は東武本線系統と直接連絡していないため、旅客列車の秩父鉄道直通運転終了後も、本線系統との間において車両回送を行う場合は、引き続き秩父鉄道を介して運転されている。その牽引用として8000系2両編成3本に秩父鉄道のATSを搭載する措置が取られた。
東武西板線
1920年（大正9年）の東武鉄道と東上鉄道の合併を受けて、本線（伊勢崎線など）系統と東上線系統の連絡を図る目的で計画された。1922年（大正11年）に東京府南足立郡西新井村（現・東京都足立区西新井駅） - 東京府北豊島郡上板橋村（現・東京都板橋区上板橋駅）間11.6kmについて免許申請を行い、1924年（大正13年）に下付されたが、1932年（昭和7年）以降起業廃止された。
なお、西板線計画時は本線系統の分岐線と位置づけられていたことから、路線群総称としては本線に属する予定であったため、同線は「東武東上線」の路線群には含まれない。また、この計画の消滅により、東上線群と本線群との直結は実現されなかった。両系統路線群間での車両の転属回送経路としても計画されていた同線が未成に終わったことから、両系統路線群を接続する自社路線がないため、東上線と本線・野田線との間で車両を輸送する場合は秩父鉄道秩父本線が使われている。
東武高島平線
1964年（昭和39年）から1972年（昭和47年）にかけて、都市交通審議会答申に基づく形で、埼玉県北足立郡大和町（現・和光市）大和町駅（現・和光市駅） - 東京都板橋区都営地下鉄6号線志村駅（現・都営地下鉄三田線高島平駅）間に、東武鉄道による新線4.8kmを建設し、完成後は同線を経由して東急泉岳寺線・池上線経由で当時の東急田園都市線（2018年現在の東急大井町線）方面との間で相互直通運転を行うことが計画されていた。同路線ははじめ東上支線、1969年（昭和44年）3月の板橋区住居表示実施による高島平の町名発足、および同年8月に行われた都営地下鉄6号線志村駅の「高島平駅」への改称後は「東武高島平線」の仮称で予定されていた。
1972年（昭和47年）3月1日運輸大臣に提出された「都市交通審議会答申第15号」にてこの計画は削除され、建設には至らなかったが、東武鉄道が保有していた地方鉄道敷設免許のうち高島平 - （仮称）三園町（みそのちょう）間1.5kmについては1973年（昭和48年）4月に東京都へ譲渡され、都営地下鉄6号線高島平 - 西高島平間として1976年（昭和51年）5月に開通した。
高島平駅ホームが2面4線構造であることは、高島平線計画の名残である。また、T型ATSを東京都交通局と共同で開発していたという記録も残されている。
使用車両
東武鉄道が保有する地下鉄有楽町線・副都心線乗り入れ兼用車（9000系、9050系、50070系）と地上運用専用車（8000系、10000系、10030系、30000系、50000系、50090系）のほか、直通先の東京地下鉄が保有する7000系と10000系、東急電鉄が保有する5000系と5050系、横浜高速鉄道が保有するY500系が使用されている。詳細は後節を参照。
編成両数は、池袋 - 小川町間では志木発着の副都心線直通列車の一部に、東京地下鉄・東急電鉄・横浜高速鉄道保有の8両編成の運用がある以外は、すべて10両編成で運行されている。小川町 - 寄居間はすべて4両編成である。かつては6両編成の運用も存在したが、2005年3月17日のダイヤ改正で池袋 - 寄居間直通列車が廃止されたことと小川町 - 寄居間ワンマン運転化に伴い消滅している。
かつて、池袋発着の列車にも8両編成列車があったが、2008年6月14日のダイヤ改正で10両編成に統一された。一方、同改正前は東京地下鉄の全編成が10両であったが、改定後は副都心線直通列車に再編成された東京地下鉄7000系および10000系、さらに2013年3月16日のダイヤ改正からは東急5000系・5050系と横浜高速Y500系の8両編成が志木 - 和光市間で運行されるようになった。
また東横線・みなとみらい線への乗り入れ開始により、東横線と東京メトロ日比谷線との乗換駅である中目黒駅では、東上線からの直通用車両（9000系・9050系・50070系）が伊勢崎線（東武スカイツリーライン）・日光線からの日比谷線直通用車両（20000系・20050系・20070系、70000系）と同一ホームで並ぶ光景が見られるようになった。
過去の車両
当線の開業時から1986年まで使用されていた機関車、ならびに貨車は省略している。
東日本大震災直後の対応
2011年3月11日の発生当日は、即日で運行停止を決め、駅のシャッターを閉めた。なお西武池袋線、都営三田線は共に同3月11日21時過ぎに運転を再開し、他の私鉄も深夜には運転を再開した。
東上線は翌3月12日の朝5時54分に池袋駅 - ふじみ野駅間で運行を再開した。同日7時までに全線で運行を再開した。
連続立体交差事業
2019年現在、板橋区の大山駅付近（大山金井町・山手通り交差地点付近〜大山駅〜仲町）約1.6kmについて、連続立体交差事業（鉄道高架化）の事業化を行う計画が進められている。構造形式は高架式（かさ上式）および地表式で、高架化後も大山駅は相対式ホーム2面2線となる予定。本事業に伴い、対象区間に存在する踏切8ヶ所が撤去される。事業主体は東京都で、2021年度に都市計画事業の認可を取得し、2030年度の完了を想定している。
新駅計画
東武竹沢駅 - 男衾駅間（ホンダ埼玉製作所寄居完成車工場の近く）に新駅を2020年秋に設置する予定である。
池袋駅拡張計画
東武池袋駅では、2017年に発表された東武鉄道の中期経営計画で、西口の再開発事業と併せて3面3線から2面4線への拡張が計画されている。