▲現行の目黒線車両である3000系と5000・5080系。前者は奇数・偶数で制御装置の異なる13編成（3001F～3013F）、後者は10編成（5181F～5190F）の在籍であり、導入予定の新型車両『3020系』は3編成のみだが、『3020系』は新製当初から8両編成で新製、それ以外は車両増備で対応か。
▲新型車両『3020系』のベースとなる2020系および6020系（写真は『Q SEAT』組み込み前の姿）。総合車両製作所横浜事業所でトップナンバーとなる編成（3121F）が製造されており、基本的に両系列の仕様が踏襲される。ただし帯の色は青色（水色）になるものとみられる。これに合わせて他社（東京都交通局・東京地下鉄・埼玉高速鉄道）の乗り入れ車両の車両増強やホームドアの延伸工事（ただし乗り入れ路線を含む各駅のホームの有効長自体はすでに将来的な8両編成化を見込んで8両編成分に対応済み）が実施される予定です。また新型車両『3020系』は新製当初から8両編成で落成させ（6両編成で3M3T、8両編成で4M4Tの比率とする）、電動車1両と付随車1両を保留車両として暫定的に6両編成を組ませて目黒線および直通路線先の営業運転に投入するものと思われます。2022年度上期からは8両編成への増強を開始し、新横浜線が開業する2022年度下期（このときに相模鉄道新横浜線と繋がる）までの完了を予定しています。
