京王新線の名称はあくまで通称であり、正式には京王線の一部である。京王線の輸送力増強のための線増として1978年10月31日に開業し[1][3][4]、1980年3月16日から都営地下鉄新宿線との相互直通運転を開始した[3]。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。京王新線開業後は、京王新線の新宿駅(4・5番線)は「新線新宿駅」、既設の京王線の新宿駅(1 - 3番線)は「京王線新宿駅」(または単に「新宿駅」)と案内されている。 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、笹塚駅付近を除き地下路線となっている。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。