都営新宿線乗り入れ用として、ATCや無線装置等を搭載したグループで、0番台・10番台からの改造車と新製車の両方が存在する。なお新製車としてのトップナンバーは6740Fで1979年に製造されている。6742F以降は7000系と並行して新造されたため、一部の機器が従来車とは異なるものを搭載している。2006年9月改定での直通列車の10連化に伴い、6430系列と固定編成となっていた。2009年6月に全車運用を離脱、廃車となった。

地上専用の増結車として1976年から製造が開始されたグループ。当初は3両編成で組成されその後様々なバリエーションが生まれる。6410F以降の2両編成は主に8両編成の新宿方に増結し、10両編成を組成するのに使用されるが、過去には5連と組んだ7連等にも使用された。2009年10月には6416Fが臙脂に絞り帯の6000系登場時塗装となって出場している。なおこの番台は絞り帯を纏った実績は無い。2011年1月末までに全車が廃車となった。

都営新宿線乗り入れ用の増結車として1981年から製造が開始されたグループで、主に30番台の橋本側に増結される。6431F〜37Fは新製車、6438F〜40Fは余剰となっていた地上専用増結車を改造したものとなっている。晩年は直通列車の10連化に伴って8両編成との間で固定編成となっていた。9030系の増備に伴い2009年6月に全車運用を離脱し廃車となった。現在は「京王れーるランド」にて6438Fのデハ6438が保存展示されている。