田園都市線の半蔵門線を介して東武線との直通が始まり、バリアフリー化推進の方針もあり5000系が田園都市線に投入された。これにより5+5両で走っていた8638-8640Fが5両編成に分割の上で大井町線に転籍し、8000系8045-8051Fを置き換えた。また、大井町線転籍時には幌と営団ATCを撤去した。パンタグラフは当初は菱形のままだったが、後にシングルアームパンタグラフに交換された。
2018年に2000系2003Fが転籍し、8639Fが廃車解体となった。