分離後〜現在
その後、大井町−溝の口間の旧大井町線を田園都市線と改称し、
昭和41年に溝の口長津田間が開通した。
昭和44年には軌道線であった玉川線の渋谷−二子多摩川園間、
砧線の二子玉川−砧本村間が廃止され、
残った玉川線の三軒茶屋−下高井戸間は世田谷線と改称して、
京王線、 小田急線、田園都市線を専用軌道で結んでいる。
廃止された玉川線の渋谷−二子玉川間は、
昭和52年に地下化され新玉川線として生まれ変わった。
昭和54年には新玉川線と田園都市線の直通運転に伴い大井町−二子玉川間は折り返し運転となり、大井町線に戻った。
その間も大井町以遠を順次開通させ昭和59年に中央林間まで開通した。