京王新線（けいおうしんせん、英称：Keio New Line）は、京王電鉄京王線の複々線区間の増設別線である新線新宿駅 - 笹塚駅間 (3.6km) の通称である。駅ナンバリングで使われる路線記号はKO。京王線の輸送力増強のための線増として1978年10月30日に開業し、1980年3月16日から都営地下鉄新宿線と相互直通運転を開始した。これは、都営新宿線との直通運転の際、ターミナル駅である新宿駅の改修が難しかったためとされている。ほぼ、京王線と並行して国道20号（甲州街道）下、京王線より深い所を走り、笹塚駅の新宿寄りの一部区間を除き、地下路線となっている。現在の京王電鉄の車両は、都営新宿線乗り入れに対応していない車両でも新線の車両限界で設計されているため、新線新宿駅まで入線できる。京王線笹塚以西への始発と最終列車は新線新宿発着である。また、東京競馬場での開催時には府中競馬正門前駅から新線新宿行きの急行も運転されるが、新線内は各駅に停車する。新線新宿駅は、国道20号の地下5階、京王線などの駅よりも西寄りの位置にホームがある。ここから西南西に向かう。初台駅は上り線が地下2階、下り線が地下3階で、いずれも北側（笹塚に向かって右側）にホームがある。幡ヶ谷駅はどちらも地下2階で、対向式2面2線のホームである。ここまでで国道20号の地下から離れ、南に沿って走ってきた京王線に寄り添うように向かい、一足先に地上に姿を現した京王線の上り線の南側（笹塚に向かって左側）に地下から回り込み、ここで京王線の下り線と出会ってから、下り線と共に地上に向かう。地上に出たところで京王線上下線にはさまれる形となり、そのまま高架へ上る。私道と都道420号（中野通り）をまたぐと、笹塚駅に至る。京王新線内はすべての列車が各駅に停車する。開通当初の都営新宿線直通開始前は新線新宿駅 - 京王多摩センター駅間の快速を除く各駅停車が京王新線のみの運行であったが、2015年1月現在、京王新線のみの運行となる列車は設定されておらず、都営地下鉄新宿線または京王線に直通する。都営地下鉄新宿線からの電車の大半がこの路線を通り笹塚駅まで運行するため、運転系統上都営地下鉄新宿線と一体化している。分離運転を前提としたダイヤとなっていないため、事故・各種トラブルなどによる輸送障害時であっても都営地下鉄新宿線との相互直通運転中止の措置は取られない。ただし、同じ地下線でも運営・設備管理・運行管理は京王電鉄であるため、当線の閉塞方式は2011年10月まで自動閉塞式となっていた（都営地下鉄新宿線は開業時から車内信号閉塞式）。保安装置も京王のものを使用しているため、都営地下鉄の車両にも京王の保安装置を搭載している。日中は20分サイクルで、本八幡駅 - 橋本駅間の区間急行と快速が1本ずつ（ともに都営新宿線内各駅停車）、本八幡駅 - 笹塚駅間の急行1本が運行され、急行は笹塚駅で準特急に接続する。また、早朝・深夜には新線新宿駅発着の列車が運行される。初台駅と幡ヶ谷駅はいずれも新線のみの駅であるため、京王線の電車は各駅停車も含め全ての電車が通過する（正確にはトンネルが異なるため経由しない）。京王線新宿駅では初台・幡ヶ谷へは「新線新宿駅」から乗るようにとの案内を行っている。京王線新宿駅と新線新宿駅は改札内で接続している同一駅であるが、旅客案内上呼称は使い分けられ、別々のホームで距離も離れている。 また調布以西から特急を利用して初台や幡ヶ谷に行く場合は、接続列車が都営地下鉄新宿線直通でない限り明大前・笹塚と2回乗り継ぐ必要がある。定期券の経路に新宿駅 - 笹塚駅間が含まれている場合は京王線・新線のどちらにも乗車でき、初台・幡ヶ谷・京王線新宿・新線新宿のいずれの駅での乗降も可能である。

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