東京線のダイヤ
１．基本ダイヤパターン
東京線（急行線）では15分間に特急・急行・快速・普通（新宿～目黒台間）が各1本運転するのが基本パターンになっている。
平成20年6月ダイヤ改正より、快速と急行が停車駅を分担する千鳥式ダイヤが構成され、日中は基本的に列車順序が変わらなくなったため、ダイヤが乱れたときの運転整理が容易になっている。
平成27年7月ダイヤ改正ではNEWS-Lineとの相互利便性が重視され、旗塚で快速⇔各停、普通⇔準急、急行⇔準快がそれぞれ同時発着で接続するようになった。特に、目黒台線の普通は下り場面で同時発着の準急とその2分後の準快に、上り場面で2分前の準快と同時発着の準急から接続しており、緩行線各駅と渋谷・新宿間の連絡輸送の主力となっている（こちらも参照ありたく）。
| 種別 | 運転区間 | 使用車両 | 記事 |
| 特急なぎさ | 新宿～青海ヶ浦 | 特急用車両8両編成 | 2本/h |
| 特急ひびき | 新宿～水澄 | 2本/h | |
| 急行 | 新宿～新八浦 | 急行用車両8両編成 （予告なく一般用車両8両編成が充当されることがある） | 2本/h |
| 急行 | 新宿～御幸台 | 2本/h | |
| 快速 | 新宿～美咲 | 4本/h | |
| 普通 | 新宿～目黒台 | 4本/h |
日中時間帯
令和3年3月ダイヤ改正により、平日・休日日中（概ね5時間）の閑散時間帯は、前述の基本ダイヤパターンに対し、特急なぎさの八浦以遠、特急ひびきの矢積以遠が普通列車化された。列車番号は特急なぎさが7150番台、特急ひびきが7250番台。また、同じ時間帯の急行（列車番号は青海線系5300・水澄線系5400台）は区急（同様に6300・6400番台）に変更されたが、下3桁は前後の急行と通し番号になっている。
２．平日朝ラッシュ時
（１）上り方向
東京線（急行線）の朝ラッシュ時は、渋谷駅到着場面で07:25～08:55の90分間をピークとしてダイヤが組まれている。この間に、特急6・快急6・急行6・区急6・快速12本が運転され、平均運転間隔は2分30秒になる。
- 特急
- 南西急行では、朝ラッシュのピーク時間帯であっても、主に美咲空港アクセス客の需要を重視し有料特急を運転する。そのため美咲空港発着の特急券が優先的に発売されるように調整され、いわゆる通勤ライナー的な利用は制限される。
- 快急
- 長距離通勤客を受け持つ列車として青海線新八浦→渋谷3本・水澄線矢積→渋谷3本の計6本が設定されている。バブル末期の平成4年10月ダイヤ改正からある列車だが、近年の長距離通勤客の減少により平成27年7月ダイヤ改正では安本が停車駅に追加され、列車の性格が変貌してきている。
- 急行・区急・快速
- 日中と同様に停車駅分担型の千鳥式ダイヤを構成している。なお、快速はピーク時間帯12本のうち6本が美咲始発であり、同駅における着席サービスを提供している。
このピーク時間帯を過ぎると、ダイヤは前述の基本パターンに新八浦→渋谷2本・矢積→渋谷2本の区急を加えた形に移行していく。
（２）下り方向
下り方向では、基本ダイヤパターンに、主に湾岸地区への通勤および行楽の需要に対応して区急が13本（新宿→新成原7本、渋谷→新成原6本）増発される。他の民鉄では、朝のラッシュに充当した車両を基地へ入庫させるために逆ラッシュ方向でも稠密な列車運転をせざるを得ないが、南西急行では旗塚から分岐する目黒台線に入庫列車を逃がして、基本ダイヤパターンを維持できる。
３．平日夕方ラッシュ時
（１）下り方向
平日の夕方は新宿発17～22時台を増発時間帯として、日中の基本パターンの盛り込みスジ（臨Aスジ）に区急を設定したダイヤになっている。平成27年7月ダイヤ改正で、区急は平成21年10月ダイヤ改正以来6年ぶりに新宿始発から渋谷始発に戻され、渋谷からの乗客の着席サービスを改善している。
（２）上り方向
また、湾岸地区から東京方面への帰り客をメインターゲットとして新成原→渋谷間の上り区急が設定されている。この区急は、海浜公園まで後寄り4両を締切扱いとしてKDRからの帰り客に着席サービスを提供している。
４．休日ダイヤ
（１）朝時間帯
東京線（急行線）は沿線にレジャーやショッピング等の施設が多く、平日よりもむしろ休日の方が賑わう路線である。休日は、平日日中の基本パターンに加え、朝方に上り方向（新八浦・御幸台→渋谷）の区急12本が設定され、その折り返しで下り区急が12本設定される（共に臨A盛り込みスジを使用）。
（２）夕時間帯
夕方には、新成原・海浜公園から東京方面への帰り客をターゲットとした上り区急が10本運転される。令和2年3月14日ダイヤ改正では、青海線・水澄線直通の下り区急8本が設定され、輸送力不足気味の時間帯に手を加えている。
