東京都交通局12-000形電車（とうきょうとこうつうきょく12-000がたでんしゃ）は、1991年（平成3年）12月10日より営業運転を開始した、東京都交通局（都営地下鉄）大江戸線用の通勤形電車。形式名は、ハイフンを抜かして「いちまんにせんがた」と読むPHP研究所「都営地下鉄・都電・都バスのひみつ」。
本項では、営業用車両として竣工せずに引退した試作車についても記述する。
概要 1986年（昭和61年）に試作車が登場し、各種試験後1990年（平成2年）に量産車として現在の12-000形が落成した。4次に亘って製造され、2000年までに8両編成53本（424両）が増備された。製造メーカーは日本車輌製造と日立製作所である。
走行システムには大阪市営地下鉄（現在のOsaka Metro）長堀鶴見緑地線に続いて全国で2番目となる鉄輪式リニアモーター駆動方式を採用しており、同駆動方式の採用は関東の地下鉄では初めてとなる。
車両概説 本項では共通項目について述べ、次車別の変更点については後述する。
車体 アルミニウム合金製車体に大江戸線のラインカラーであるマゼンタ色（紫紅色）の濃淡2色の帯を巻く。居住性や快適性向上のために車両限界を最大限に使用しており、車体断面は側窓から天井に向かって狭くなっている。構体はアルミニウムの大形押出形材・中空形材を使用しており、屋根板は空調装置など重量物への強度を確保するため中空形材を使用している日本鉄道車輌工業会『車両技術』193号（1991年2月）「東京都交通局12号線用地下鉄電車」pp.63 - 81。。床板は押出形材に一体成形されたカーテンレール状の機器のつり溝があり、ボルトを介して床下機器を吊り下げている。
冷房装置には厚さ200 mmと薄形のセミ集中式（集約分散式）東京都交通局の発表では「セミ集中式」と称しているが、冷房装置2台をダクトを用いて分散する方式は集約分散式が正しい。で冷凍能力14.53 kW（12,500 kcal/h・TCL-12A形）を屋根に埋め込む形で各車2台搭載する（1両あたり29.07kW・25,000 kcal/h）。車内には補助送風機としてラインデリアを各車3台設置している。インバータ制御式（容量可変制御式）を使用する1・2次車では、屋根上に空調制御用のインバータが搭載されている。
内装
アイボリー系の化粧板、床材は車内中央をベージュ、外側を茶色として乗客が足を投げ出すのを防ぐフットライン入りを採用している。天井は試作車と異なり、薄形冷房装置と冷房用ダクトの設計に工夫がされ、さらにパネル式の平天井の採用によって、2,100mmの高さが確保されている東京都交通局『大江戸線放射部建設史』pp.470 - 480。。客用ドアは車体構造に合わせて上部が内側に傾斜しており、室内側は化粧板仕上げである。開口幅は1,300mm、高さは1,850mmとなっている。車内の蛍光灯にはいずれもアクリル製のカバーが取り付けられている。当初のつり革はオムスビ形で、座席前のみに設置している。網棚はステンレス線を格子状にスポット溶接した網を使用している。車内床面には主電動機点検蓋（トラップドア）を4次車まで全車両に設置している。
座席は濃いピンク系の「ファインレッド」、優先席部は青色系のバケットシートで、1人分の掛け幅は460 mmを確保している。側窓は基本的に一段下降式の窓であるが、全線地下区間のためカーテンは設置していない。連結面の貫通路は開放感を持たせるために断面の大きなものとしている。貫通扉は各車片側のみの設置で、ドアガラスは下方向に拡大されている。
車椅子スペースは4号車に設置されている。この場所の側窓は固定窓で保護棒付き、さらに安全手すりと非常通報装置、車椅子固定用のベルトが設置されている。非常通報装置は運転士と相互通話なもので、各車両に6台設置している。また、通報ボタンが押され、運転士が応答できない場合には列車無線に接続し、運転指令所の指令員が応答できるシステムが搭載されている。
ドアの上部にあるLED式の旅客案内表示器は、落成時は路線図式案内表示器帝都高速度交通営団（現・東京地下鉄）銀座線01系と丸ノ内線02系に設置されているものに類似したもの。とLED式文字式案内表示器が一体になったもの（左は路線図式、右はLED式）が各ドア上に設置された。その後4次車の導入に合わせて現状のLEDのみの千鳥配置に変更される（同時に反対側は路線図収納枠に交換）とともに、すべての編成でシートモケットも変更された。このほか、自動放送装置と車外案内用スピーカーを設置する。
運転台
乗務員室内奥行きは2,200 mmと広く確保されており、大江戸線の駅はほとんどの駅が島式ホーム構造のため、運転台は進行方向に向かって右側設置としている。乗務員室と客室の仕切は運転席背面がスモークの入った大窓、左端に乗務員室仕切扉窓（透明ガラス）がある。前面窓への光の反射が少ないため遮光幕は設置していなかったが、後年に大窓部に遮光幕が設置された。仕切扉は電磁鎖錠に対応したものである。
乗務員室内は客室同様にアイボリー系の配色で、運転台計器台は紺色としている。運転台は正面パネル左から放送・無線操作器、デジタル式速度計、バーグラフ式メーター（圧力計、電圧計など横バーグラフ式を5点）、保安表示灯を、手前のテーブル面にはドア開閉ボタン、ATO出発ボタンなどを配置し、右端には右手操作形マスコンハンドル、レバーサなどを配置している。このほか、左側にはホーム監視用モニター画面と下部に列車無線および連絡放送用の各送受話器を配置している。マスコンハンドルは小形の右手操作式で、ノッチは手前から力行2・定速・力行1・切・常用ブレーキ1 - 7・非常となっている。
さらに運転士が計器類の監視に視線を落とさずに前方監視に集中できるよう前面ガラスに速度計やATC信号を映し出すHUD（ヘッドアップディスプレイ）を設置した。ただし、前方風景と重なってかえって見にくく、ほとんど使われないことから2次車以降廃止鉄道ピクトリアル2001年7月号臨時増刊号し、後述するC修繕工事の際に撤去した。
マスコン台周囲にはドア開閉スイッチを配置するほか、これとは別に各側面用に車掌スイッチも設置されている。これは非常ブレーキスイッチ（線路方向手前に引く）、合図ブザ、注意喚起放送スイッチドアを閉めた後、車両のそばにいる乗客に離れるよう注意を喚起する放送。と、押しボタン式の開閉ボタンで構成されている。
運転台にはホーム監視カメラからの映像を表示するモニター画面がある。この伝送システムには日立製作所と八木アンテナ（現・HYSエンジニアリングサービスが開発した赤外線で地上と車上の通信を行う「対列車光空間伝送システム」が採用されている - 日立製作所 八木アンテナ（インターネットアーカイブ）（近赤外線空間波伝送方式）。また、このシステムは地上と車両間のインタフェースを行うものであり、画像伝送のほかトランスポンダと同様に車両情報の伝送機能も有する。このため、車両基地内での在線検知や地上検査装置とのインタフェースにも使用されている。
本車両には乗務員支援を行う車両情報制御装置（ATI）を採用している日立製作所「日立評論」1991年3月号「」pp.33 - 40。。これはATC/ATO装置と一体化して車両全体を総合的に管理するシステムで、機器のモニタリング、サービス機器（空調、放送など）の操作機能などがある。さらにATO装置の制御や、ホーム監視カメラからの映像の伝送を行う機能があり、これらの伝送には光ファイバーを用いている。乗務員用のモニター画面（タッチパネル式表示器）はスペースの都合上、運転台上部に設置した。なお、車内案内表示器・行先表示器および自動放送装置は地上からのデータをATI装置経由により自動設定される方式である。
主要機器 主電動機諸元 定格方 式車上1次片側式リニア誘導電動機定格の種類 1時間 極 数 8極 出 力 120 kW 電 圧 三相交流 1,100V 電 流 170A 周波数 21Hz同期速度42.5 km/h冷却方式自然冷却方式絶縁種別H種装架方式台車枠装架方式主軸受装架方式重量（実測）1,340 kg コア長 さ2,476 mm高 さ124 mm積 厚300 mm極ピッチ280.8 mm コイル導体数/スロット18直列導体数/相432結線Y標準空隙12 mm 標準ニ次導体方 式銅クラッド式幅360 mm厚み銅 5 mm鉄 22 mm 床下は非常に低く、車輪径は610 mmで、床面高さはレール上800 mmのために床下機器は500 mm以下に抑えている。制御装置には日立製作所製のGTOサイリスタ素子（4,500V - 3,600A）によるVVVFインバータ制御（形式：T-INV12形）を採用し、1台で2両分4台のリニアモーターを制御する（1C4M制御）。
主電動機は車上1次片側式三相リニア誘導電動機（形式：TLIM-12形・諸元は右記）である。各台車に1台装架しており、全電動車方式である。標準空隙（ギャップ）とは車上のリニアモーターと地上のリアクションプレートとの間隔。
空気圧縮機（CP）は交流駆動式・レシプロ式C-2000LB形を採用し、当初は3号車に2台搭載した。補助電源装置は素子にジャイアントトランジスタ（GTR）を使用した東芝製静止形インバータ（SIV）を、空調用（35kVA・1台で2両分を供給）、空気圧縮機用（23kVA・空気圧縮機搭載車・1編成で2台）、制御用（25kVA・各先頭車1台）をM2車系に分散して搭載した日本鉄道車輌工業会『車両技術』193号（1991年2月）「東京都交通局12号線用地下鉄電車」pp.78 - 80。東芝『東芝レビュー』1991年3月号「東京都交通局分圧6相接続式SIV」p.261。。これは機器の小形化や負荷条件に応じた最適な電源を確保するためである。パンタグラフは東洋電機製造製のPT6102-AまたはPT6102-Bという菱形のもので、折りたたみ高さは160m mと非常に小形のものを採用しており、集電舟は剛体架線対応形である。作用高さは最低260 mm、標準410 mm、最高560 mmとなっている日本鉄道電気技術協会「鉄道と電気技術」1995年9月号テーマ技術資料「小断面地下鉄における電車線路」pp.44 - 50。。
台車は軸箱支持方式に積層ゴムを用いた自己操舵機構（セルフステアリング機構）を有するリニアモーター駆動方式空気ばね台車（ボルスタ付）を採用している。軸ばねは前後方向に柔支持としており、曲線走行時には車輪が自然に向きを変えることができ、曲線通過性能が向上されている。
1次車の台車は、後述する試作車が馬込検車場で走行試験を実施した4種類の台車をベースに、比較試験のためリニアモーターの装架方法と牽引装置の違いで3種類の台車が採用された。いずれも軸距は1,900mm、基礎ブレーキ装置は1軸1枚のディスクブレーキを採用している。ただし、T-12N形のみ車輪ディスクブレーキである鉄道史資料保存会『日車の車輌史 写真・図面集 - 台車篇』p.40。。
T-12D（FS545D） T-12S（FS540） T-12N（NS325） 製造所 住友金属工業 日本車輌製造 台車枠 アウターフレーム（外軸箱） インナーフレーム（内軸箱） 軸箱支持方式 V形積層ゴム 円錐ゴム 単層ゴムV形配置 牽引装置 1本リンク + ボルスタアンカー 中心ピン + ボルスタアンカー リニアモータ装架方式 台車枠装架 主軸受装架 ブレーキディスク設置箇所 車輪内側 車輪外側 車輪本体（車輪ディスク） 使用編成（製造時） 第05編成 第01・04編成 第02・03編成 各台車にはT-12･･･形からなる交通局形式と、FS-・ND- からなるメーカー形式がある。台車枠装架方式は台車枠から吊りリンクを設けてリニアモーターを取り付ける方式、主軸受装架方式は輪軸の外側にベアリングを介した車軸管を取り付け、この車軸管にリニアモーターを取り付ける方式である。後者は車輪に直接リニアモーターの重量がかかるものである。
このうちT-12D形は一般的な車輪の外側に台車枠がある「外軸箱方式」だが、T-12S形およびT-12N形は車輪の内側に台車枠がある「内軸箱方式」が採用されている。内軸箱方式は軽量化には効果が高いが、日本国内における採用は珍しいものである日本国内における鉄道車両は狭軌車両が主流であり、狭軌車両に内軸箱方式を採用することは主電動機等の取り付けの関係から難しい。ただし、大江戸線のような標準軌であればスペースに余裕があることから採用はしやすい。。
地下鉄12号線開業後に、急曲線部（豊島園 - 練馬春日町間の半径165 m・高松車庫入出庫線の半径82 m部）においてレール踏面に波状摩耗と呼ばれる異常摩耗が発生して騒音・振動が大きくなる事態が発生した日本鉄道技術協会『JREA』1998年11月号「都営地下鉄12号線のリニアメトロについて」pp.32 - 35。。運輸省交通安全公害研究所（現・交通安全環境研究所）に委託して2年間にわたる調査の結果、推定される有効な対策として、車輪踏面形状の変更（2次車から実施）、上下振動の軽減としてリニアモーターを台車枠に装架したT-12D形の方式が、レール面への重量負担を軽くできることが判明したため、以降はT-12D形台車が標準台車となった。このため、T-12N・T-12S形台車を使用していた車両は順次T-12D形台車へと交換が進められた。このほか、車輪踏面への固体潤滑剤の使用（その後、使用中止）、軌道側でもレールへの軌条塗油器の設置などが実施された。
列車無線には漏洩同軸ケーブル（LCX）を使用した都営地下鉄初の空間波無線（SR）方式を採用しており、異常時に列車防護が行えるよう防護無線も搭載した三菱電機『三菱電機技報』1991年1月号トピックス「」p.17。。保安装置には車内信号式新CS-ATC装置を使用しており、さらに停止精度を高めるためにファジィ制御を取り入れたATO装置を搭載する。このATC装置とATO装置は一体形とされており、ATO装置の運転操作性や停止精度（± 50cm以内）は、交通局の発表では熟練運転士並みの運転の高度なものと発表している。
ブレーキ装置にはATC連動形の全電気指令式空気ブレーキ（回生ブレーキ併用・遅れ込め制御付き）である。ブレーキ段数は手動操作時は常用ブレーキが1 - 7段・非常だが、ATO運転時は31段の多段制御方式とすることでATO運転時における乗り心地の低下を防止しており、さらにブレーキの応答性を向上させるために台車中継弁を設置している。リニアモーターの特性上、停止時には逆相ブレーキを使用しながら空気ブレーキを補足する。また、非常ブレーキ時には一部を回生ブレーキが負担する方式である。
次車分類 1次車
試作車の結果を反映した量産車として、1990年（平成2年）9月から10月にかけて光が丘検修所（当時）に搬入した東京都交通局『大江戸線放射部建設史』pp.494 - 495。。このグループは練馬 - 光が丘間の開業用として第01 - 05編成の6両編成5本（30両）を日本車輌製造で製造、1991年（平成3年）12月に車両として入籍した。
開業の1年以上前に製造したのは、1990年（平成2年）12月から1991年（平成3年）10月にかけて練馬 - 光が丘間で1次車を使用したリニアモーター車両の高速走行試験を行い、全般的な性能ならびに安全性等の確認を行うためであった。
車体は軽量化の図れる大形押出形材を使用したアルミ合金製で、アイボリーに塗装されている。外観デザインは「次世代感覚」「親しみやすさ」「軽快感」などをモチーフとし、ソフトなイメージを表現した。前頭部は傾斜があって流線型に近く、さらに大きく曲面を帯びた形状としている。車外から向かって右側には非常扉を備える。前照灯は窓の下部に設置し、尾灯はLED式前面行先表示器両端に設置した。LED式の前面・側面行先表示は走行区間によって変化するが、これは都営地下鉄大江戸線の項を参照のこと。本車両にはワイパーが付いているが、これは地上線を通るためだけではなく地下線内の漏水対策上や車体洗浄機を通過するのに必要な装備である。
2次車 1次車が重要部検査を施行するために予備車の確保を目的として東京都交通局『大江戸線放射部建設史』pp.480 - 482。、1994年（平成6年）12月に6両編成1本（6両）が日本車輌製造で製造・搬入され、1995年（平成7年）2月に車両として入籍した当時の光が丘 - 練馬間の最大運用本数は4本で、予備車は1本が確保されていた。。基本的な外観デザインや走行機器などは1次車に準拠したものとなっている。ただし、乗務員や検修員など現場からの意見を取り入れて仕様を一部変更している。
外観ではスカートを130 mm下げ、ロングスカート化した。連結器はカバーをやめ、露出状態が正規となった。なお、この時期に1次車の連結器もカバーを廃止した。制御装置をはじめとした電装機器関係は1次車のものを踏襲しているが、台車は1次車の使用結果を踏まえ、合わせて乗り心地等の性能や保守性の観点から以後、T-12D形に統一している。
車内では連結面で幅広の幌をやめて狭幅幌にしたほか、併せて貫通路も狭くした。蛍光灯カバーは客用ドア上部6カ所以外はやめて照度を向上させた。また、当初より中吊り広告枠を設置、1次車も同時期に新設されている。英語による自動放送もこの編成から導入が開始され、後に全編成に導入されている。旅客案内表示器は各車3台の千鳥配置に変更し、表示器のないドア上部は路線図掲載スペースとした。
運転台は1次車とは大きく変更されたレイアウトとなった。なお、2次車の運転台レイアウトは後の3・4次車とも異なる運転台で、2次車独自の運転台となっている。
正面パネルはホーム監視用モニター画面とATIモニター画面をパネル中央と右側に配置し、左側に放送・無線操作器と圧力計とデジタル式速度計を配置した。テーブル面周囲は平面となり、左側から列車無線および連絡放送用の各送受話器とマイクを、中央にドア開閉ボタン、ATO出発ボタンなどを配置し、右端に右手操作形マスコンハンドル、レバーサなどを配置している。
なお、視認性に難のあるバーグラフ式メーターは廃止し、圧力計と電流計・電圧計は指針式とされている。また、右側壁面には主回路電流計・架線電圧計・バッテリー電圧計および総括配電盤1次車ではマスコンテーブル右下に配置していた。や保安表示灯などが配置された。
1・2次車の8両編成化など 8両編成化時には5号車と6号車を増結し、3号車に2台搭載していた空気圧縮機は新造の6号車に移設した東京都交通局『大江戸線放射部建設史』pp.484 - 485。。また、車いすスペースは3次車同様に4・5号車の設置となった。
運転台のホーム監視用モニターは1次車ではCRTモニター1台を液晶モニター2台に増設したが、2次車では正面パネルに2台を収納し、ATIモニターは1次車同様に上部に移設された。これは6両編成時にはホーム監視モニターは1台で監視可能だが、8両編成時には1台では曲線ホームでのホーム監視が困難なため、増設する必要があるためであった。このほか、車内サービス機器のプログラム変更や車両間転落防止幌が新設された。
その後、1999年（平成11年）12月から2000年（平成12年）3月にかけて環状部の開業（この時点では一部のみ先行開業）に合わせて連結器に電気連結器を追加これは異常時に救援編成を連結した際にブレーキの引き通しを行うことや、検査入場時にE5000形電気機関車を連結することを目的としたものである。したほか、旅客案内表示器を変更したことは前述した。
3次車 1997年（平成9年）3月から9月にかけて、光が丘検修所→光が丘車両検修場（当時）に搬入され、練馬 - 新宿間の延伸開業用として第07 - 15編成の8両編成9本（72両）と、さらに1・2次車の6編成分の中間車各2両（12両）の合計84両が増備された。製造メーカーは日本車輌製造と日立製作所が担当した一部の雑誌では全車両が日立製作所製となっているが これは誤りで第07 - 12編成と中間増備車は日車製、それ以外が日立製なのが正しい。。
最初に第07 - 12編成の8両編成6本を5月25日より8両編成で既営業区間に投入しこれは当時の練馬 - 光が丘間の最大運用本数が4本と予備2本のため、同数の3次車で1・2次車を一時的に編成替えのため置き換えるためであった。交友社『鉄道ファン』1998年3月号「平成9年12月19日東京都交通局12号線練馬 - 新宿間延伸開業」p.68。、1・2次車を8両編成化のため離脱させ、8両編成化後に復帰させる形をとった。新宿延伸開業後は最大運用数は12本、予備車は3本が確保された。
3次車のみで組まれた車両は保守の低減や車両コストを低減させるために仕様を大幅に変更した東京都交通局『大江戸線放射部建設史』pp.482 - 484。。主な変更点は以下のとおり。
車体外板の無塗装化（ヘアライン仕上げ） 乗務員室の拡大、それに伴う前頭部形状の変更 主制御装置のIGBT素子の採用 補助電源装置の集約化 ATC・ATO装置の構成を変更
車体は外板塗装をやめて無塗装車体としたほか、前面の傾斜を緩くして実質的に乗務員室の空間を広くした（奥行きなどは変更なし）。前面にレインボーカラーの帯を追加したほか、電気連結器を設置した。側面には車両間転落防止幌が設けられた。なお、アルミ無塗装車体には日本国内の鉄道車両で初めて摩擦攪拌接合（FSW）が適用された（電気製鋼2007年4月号・インターネットアーカイブ）。。
制御装置は磁励音低減のため、日立製作所製の3レベル方式IGBT-VVVFインバータに変更（2,000V - 500A×2個並列接続・T-INV12A形）した。補助電源装置はIGBT素子を使用した静止形インバータ（SIV）とし、出力を110kVAに増強して編成で2台に集約した。冷房装置はセミ集中式に変更はないが、インバータによる容量可変制御式からON/OFF制御式（稼働率制御方式・TCL-12B形）に変更した。ATC/ATO装置は両先頭車搭載から片置き式として8号車に搭載し、両先頭車間をATIにより制御伝送するシステムに変更して、機器艤装の簡略化を図っている。
運転台は正面パネル左からアナログ針式とした速度計と双針圧力計、8両編成時に2枚必要となるホーム監視用モニター画面を配置し、手前のテーブル面にはドア開閉ボタン、ATO出発ボタンなどを配置し、右端には右手操作形マスコンハンドル、レバーサなどを配置した。左側にはATIモニター画面と放送・無線操作器と列車無線および連絡放送用の各送受話器を配置した。また、乗務員室仕切は運転席背面を透明ガラスとし、遮光幕を設置した。仕切扉窓はスモークの入ったガラスに変更された1・2次車とは逆配置となった。。
客室の仕様は2次車に準じているが、荷棚は金網式をやめてパイプ式に変更した。コストダウンのため、座席前にあるつり革や座席下に設置してある暖房器具の数を減らしたほかつり革はつり手棒を短くしてドア間10個から8個に削減。暖房器は750kW出力品を使用しており、1・2次車では先頭車10台、中間車12台だが、3次車では先頭車6台、中間車8台に削減された。、非常通報装置を1両6台から3台に削減した。中吊り広告枠は横1枚分から2枚分掲出できるように拡大した。8両編成での車いすスペースは4・5号車に設置した。旅客案内表示器はLED文字スクロール式に変更して、ドア上千鳥配置とした。
なお、1・2次車への組み込み車両は1・2次車に仕様を合わせて登場している。蛍光灯カバーの形状や転落防止幌は3次車と同じであるが、車体は塗装され、制御装置や補助電源装置は1・2次車と同じものとしている。連結面の幌は新車同士は狭幅だが、在来車連結部は広幅幌を使用している。また、一部の編成ではシートモケットが変更されている。
発注方法の変更 1・2次車では車体や台車・各電気機器をメーカーへ個別に発注し、それを製造メーカーへ送り全体の艤装をしていた。
しかし、3次車ではすべてを製造メーカーに一括発注し、機器メーカーとの調整も製造メーカーが責任を持たせる方式とした。さらに3次車は東京都地下鉄建設が発注する環状部開業用の4次車304両と合わせた388両を一括発注し、大量生産による大幅なコストダウンを図った。
このため、1両あたりの平均製造費用は1次車が約1億5,300万円、2次車は約1億7,200万円、3次車は約1億1,000万円と約30%のコストダウンが実現された（いずれも消費税除く）。
4次車 thumb|240px|right|「都営フェスタ2006 in 浅草線」で展示された12-000形4次車（2006年10月28日 / 馬込車両検修場）
環状部開業用として1999年（平成11年）から2000年（平成12年）にかけて8両編成38本（304両）が日本車輌と日立製作所で落成した。このグループは環状部を建設した東京都地下鉄建設が購入し、東京都交通局に無償譲渡の形を採った。第16 - 28編成は日立製作所で、第29 - 53編成は日本車輌製造で製造した。
基本的には1999年（平成11年）2月22日から翌2000年（平成12年）2月17日にかけて1年がかりで36編成（第17 - 32・34 - 53編成）288両を木場車両検修場（木場車庫）に搬入した大江戸線 木場車庫への車両搬入が完了しました （2000年2月17日東京都交通局ニュース・インタ―ネットアーカイブ・2000年時点の版）。これは陸送によるため、1晩に2両しか搬入できないためであり、1週間で1編成を搬入した。
ただし、第16・33編成は1998年10月に木場車両検修場（高松車庫）に搬入され、新宿 - 国立競技場間の開業用として1999年（平成11年）7月に先行導入された。これは新宿駅 - 国立競技場駅間開業に伴い、運用本数が2本増えるためであった（最大運用数14本・予備車3本）。この2編成は環状部の全線開業までの間は交通局が地下鉄建設より一時的に借用していた。
基本的な仕様は3次車とほとんど同一であるが、VVVFインバータ装置は1 - 3次車の日立製作所製から東芝製に、補助電源装置（静止形インバータ）は1 - 3次車の東芝製から東洋電機製造製に変更されている。細かな変更点としてはドア上の路線図を収納する枠が1次車と同様に白塗装に戻された点である。4次車のうち第52編成までは2000年5月 - 11月にかけて順次竣工（入籍）した。
一方、第53編成は2000年2月17日までに4次車としては最後に搬入され、PQ輪軸と呼ばれる脱線係数を測定するための特殊な輪軸を装着して脱線係数の測定車両として使用された。その後、試験終了後の2001年（平成13年）5月に正式に竣工した。なお、全線開業当初の最大運用本数は43本で、予備車は10本第53編成は全線開業時に入籍していないため、実際には予備車9本。となった。
試作車
1986年（昭和61年）3月に小形地下鉄用車両の試作車として12-001（Tc）+12-002（Mc）の2両が東急車輛製造で落成し、3月25日に陸送により馬込検車場へと搬入された。この車両は新しい地下鉄を目指し、以下の項目をコンセプトとした東京都交通局『大江戸線放射部建設史』pp.485 - 489。。
21世紀にも通用する車両 省エネルギー、省メンテナンス化を図る。 最新の技術の導入による車両システムの統合化 車体・機器などの小形軽量化を図る
地下鉄12号線（大江戸線）は、元々都営地下鉄新宿線と同規格の20 m級車両10両編成での建設を想定していたが、建設費を削減するために社団法人日本地下鉄協会が研究していた小形地下鉄（ミニ地下鉄）規格をベースとした車両規格で建設することになった。当時、小形地下鉄システムは日本国内で実用化されていないため、安全性や信頼性など様々な面で試験を行いデータを収集することとなった。