田園都市線用の5000系に続いて目黒線用の5080系が2003年に登場しました。2008年までに60両（6両編成10本）が製造されました。6両編成で3M3T、目黒線ではワンマン運転を行うためATOを装備しています。
側面窓上部の帯は目黒線を示すネイビーブルーとなっています。腰掛は柄を5000系と同じとしてピンク色基調にしています。前部と側面の種別表示とがフルカラーLED、行先表示には白色LEDを採用しました。
制御装置はIGBT-VVVFインバータ制御のSVF065-A0/B0、主電動機は出力190kWのTKM-99,補助電源装置はIGBT-SIVのINV146-D2です。台車はTS-1019A/TS-1020A、集電装置はPT-7108D、冷房装置はCU708C/HRB504-2を装備しています。
写真の5183Fは2006年9月に東急車輌で完成したもので、仕様の見直しが行われました。車内案内表示がTIPとなり、提供情報の充実が図られました。また座席を改良して座り心地も改善されました。優先席部にはユニバーサルデザインによる握り棒を増設しています。