直到戰後復興，這項計劃再度被提出，不過因日本經濟大幅成長，考量符合未來需求，所以在1956年都市交通審議會，通過將興建押上至品川的地下鐵，並且命名為1號線，交由東京都負責興建，規劃在押上與京成電鐵、以及品川與京急電鐵直通運轉，地下鐵1號線也改採架空供電線，與過去第三軌供電不同。
不過當時京成電鐵的軌距是1372mm，與京急電鐵的1435mm軌距不同，因此京成電鐵同意將自家路線，進行改軌工程，地下鐵1號線也依此採用1435mm軌距，讓三家鐵道公司的軌距統一。1960年押上至淺草橋路段通車，而京成電鐵也在1959年開始，改軌計畫陸續完工，開始與地下鐵1號線進行直通運轉，成為第一條與其他鐵道公司直通的地下鐵。
1968年6月21日，地下鐵1號線押上至泉岳寺通車，並且改稱為「都營淺草線」，京急品川站至泉岳寺的短絡線也完工，成為京成、都營地下鐵與京急三家鐵道公司相互直通運轉。1979年，由京成電鐵與千葉縣等自治體，合資所成立建設的北總鐵道北總線通車，北總鐵道也加入了直通運轉的行列，直到今日。
這條四家鐵道公司共同聯營的鐵道系統，還因成田空港線，以及羽田空港線的完工通車，讓羽田至成田的鐵道聯絡成真，也成為聯絡首都兩大空港，唯一的直通鐵道線，而營業路線從京成成田空港站，到京急三崎口，長達136.6公里，也成為目前東京的地下鐵服務系統中，最長的鐵道路線了。
不同鐵道公司間的直通運轉，所獲得的營業利益與便利性，在淺草線這個系統，得到印證，從此之後，東京的地下鐵路線，絕大多數都與JR或是私鐵進行直通，甚至於同一條私鐵與多條地下鐵直通。例如半藏門線與東武鐵道伊勢崎線，以及東急電鐵田園都市線直通運轉，但東武鐵道伊勢崎線，同時與地下鐵日比谷線直通。
2008年通車的地下鐵副都心線，更是連結了東武東上線、西武有樂町線與池袋線、東急電鐵東橫線與橫濱高速鐵道線共五家鐵道事業體，並且維持原本與西武線直通運轉的地下鐵有樂町線等，成為連接東京都、埼玉縣與神奈川縣，以及池袋、新宿與澀谷三大副都心的龐大鐵道系統。
雖然直通運轉的優點很多，不過也有一些缺點，例如路線上如果發生事故，或是車輛故障，那麼直通的其他路線，也會受到影響，因此目前日本的鐵道公司所採用的方式，是萬一發生無法立即排除的狀況時，立刻解除直通運轉，維持自家路線的運行。
此外，因為營運路線增長，以及路網變得更加複雜，所以初次利用的乘客，容易發生混淆而搭錯車的狀況。而且路網複雜，使用的列車，包括操作方式、號誌對應等，都要進行整合，無法整合就得加裝設備，增加路網整合的複雜度，有些車輛也會因為他社路線的限制，而無法駛入的狀況。
