東急目黒線となり３０００系が来るようになった。奥沢にて

この日から多摩川行となった多摩川線区間。鵜の木にて

２０００年８月６日、目蒲線は目黒−多摩川−武蔵小杉間の目黒線（９．１Ｋｍ）と多摩川−蒲田間の東急多摩川線に分割されました。目蒲線は東急発祥の路線であることから、東急電鉄としては新たな１ページを迎えました。目黒線はこの日から新型の３０００系が運転を開始しました。当日はダイヤが大幅に乱れましたが、特に目立った混乱はありませんでした。また、両線ともワンマン運転を開始し、目黒線では相互乗り入れを行う地下鉄南北・三田線との相互乗り入れ協定に基づいてホームドア方式を採用し、多摩川線では池上線と同タイプホームセンサー方式を採用しました。当面の間は車掌が乗務していましたがラッシュ時を除き次第にワンマン運転を開始しました。
これと同時に目黒線区間はＡＴＣ化され、同時に７２００系・７７００系等の１８メートル級車両の姿は目黒線区間では普段、見ることが出来なくなりました。
その一方、多摩川線区間は池上線と車両の共通運用が図られ、合わせて全列車３両編成となりました。また、車両基地がこれまでの奥沢から池上線の雪が谷大塚となったため、多摩川線から池上線へ直通する列車も登場しました。目蒲線時代は、雪が谷大塚検車区で月検査などの定期検査が行われていましたがその際、池上線区間は４両対応となっていないため、雪が谷大塚−蒲田−奥沢間を回送扱いとして運転していました。

目黒線にはホームドアが設置された。

２０００年９月２６日の相互乗り入れを目前とし、目黒線では各駅にホームドアの設置が急ピッチに進みました。ホームドアをなぜこの時期に設置開始をした理由は目蒲線時代は車両が１８メートル３ドアであり目黒線の２０メートル４ドアとでは規格が異なるため、武蔵小杉、新丸子、多摩川の３駅を除いて目黒線開通前までは一部駅のホーム先端部のみにしか設置されませんでした。

目黒線区間にも姿を出すようになった営団９０００系。
２０００年９月２２〜２５日まで、目黒行と表示した。奥沢にて

地下鉄南北・三田線との相互乗り入れをあと４日と控えた２０００年９月２２日に目黒線は地下鉄乗り入れ時と同じダイヤへ改正しました。これは開業時に大きなダイヤの乱れを無くすために営団・都営・東急の乗務員が他社の車両に慣らすため営団９０００系、都営６３００形が目黒線内での運転を開始しました。このため、２０００年９月２６日までの４日は目黒−溜池山王・三田間を回送扱いとして運転しました。また、この日から目黒線から３０００系を見る機会が少なくなり、乗車するのに貴重な存在となりました。目黒線内では日中、営団・都営の両社の車両が競演することになり、ついに待望の地下鉄線直通の日が刻々と近づきました。目蒲線時代では考えられなかった地下鉄線との直通運転ですが、大規模な改修工事が終わり、目黒線区間では目蒲線時代の面影が次第に少なくなりました。