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。側面の行先表示はフルカラーLEDとなり、車内案内表示は5050系などと同様に液晶ディスプレイによるTIPを採用しています。
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5186Fは2008年5月に東急車輌で完成したもので、目黒線の日吉延長に備えて増備されました。また2021年10月に相鉄線直通に備えて中間車2両を増備し、8両編成化されました。2023年3月の新横浜線開業・相鉄線直通に際して記念装飾を施して営業運転に就いていました。