相鉄・東急直通線を経由する列車は，相鉄本線からは東急目黒線，いずみ野線からは東横線へ直通する列車を主に設定する．直通列車の東急線内における列車種別は，東横線内では急行，目黒線内では急行または各停となる．平日は相鉄・JR直通線の46本とあわせて，146本の列車が都心へ乗り入れる．
　平日は，相鉄本線からは特急17本と各停26本が目黒線へ，特急1本と各停10本が東横線へ直通する．いずみ野線からは通勤特急1本と各停10本が目黒線へ，通勤特急11本と各停24本が東横線へ直通する．東横線へ直通する46本のうち，38本が東京メトロ副都心線へ，14本が東武東上線へ乗り入れる．行先は，新宿三丁目が3本，池袋が2本，和光市が19本，志木が3本，川越市が7本，森林公園が4本となる．目黒線へ直通する54本のうち，20本が東京メトロ南北線，30本が都営三田線へ乗り入れる．行先は，赤羽岩淵が1本，浦和美園が19本，高島平が4本，西高島平が26本となる．

写真：相模鉄道20000系　　編集部撮影　　2018-1-17（取材協力：相模鉄道）

　東急東横線からは，特急1本と各停10本が相鉄本線へ，特急9本と各停25本がいずみ野線へ直通する．東急目黒線からは，特急11本と各停37本が相鉄本線へ，特急2本と各停4本がいずみ野線へ直通する．
　土休日は，相鉄本線からは特急14本と各停28本が目黒線へ，特急1本と各停2本が東横線へ直通する．いずみ野線からは各停9本が目黒線へ，特急2本と各停32本が東横線へ直通する．東横線へ直通する37本のうち，30本が東京メトロ副都心線へ，14本が東武東上線へ乗り入れる．行先は，池袋が2本，和光市が12本，志木が4本，川越市が9本，小川町が1本となる．目黒線へ直通する51本のうち，14本が東京メトロ南北線，31本が都営三田線へ乗り入れる．行先は，赤羽岩淵が4本，浦和美園が10本，高島平が2本，西高島平が29本となる．
　東急東横線からは，特急1本と各停2本が相鉄本線へ，各停34本がいずみ野線へ直通する．東急目黒線からは，特急10本と各停36本が相鉄本線へ，特急1本と各停4本がいずみ野線へ直通する．
　相鉄・東急直通線への列車設定にあわせて，西谷始発の横浜行き，横浜発の西谷行きがあわせて100本程度運転される．いずみ野線内では，特急列車の運転が再開される（東急線への直通列車で設定）．
　また，相鉄いずみ野線の快速列車，相鉄本線の特急列車は運行時間帯が拡大されるほか，平日朝ラッシュ時（横浜着7：30～8：30付近）の海老名—横浜間の所要時間を2分程度短縮し，約29分で運転する．
　相鉄・東急直通線の開業に合わせて，新しいサービスとして「YOKOHAMAどっちも定期」が開始される．相鉄新横浜線 西谷—新横浜間を含むIC通勤定期乗車券を購入すると，追加運賃を支払うことなく，相鉄本線 横浜駅での乗降が可能となる新サービスで，詳細は鉄道ニュース2022年9月20日掲載記事で紹介している．