編成例（昭和61年11月現在）
633-327-687-634-304-688（Ｍ６）
657-431-727-658-302-728（Ｍ４）
編成例（昭和61年11月現在）
645-312-575-646-303-576 （Ｍ５）
577-901-791-578-902-792 （Ｍ41）
731-913-737-738-914-732 （Ｍ52）
（平成５年10月現在）
789-909-725-726-910-790 （Ｍ70）
開業当初、編成は必要に応じて増減出来るようになっていた。 次の表は丸ノ内線（本線）編成両数の移り変わりである。
| 開業日 | 両数・理由 |
|---|---|
|
1954.1.20 1954.3.20 1954.4.1 1956.3.20 1956.7.20 1957.12.15 1958.10.15 1959.3.15 1960.4.4 1960.11.28 1961.2.8 1961.11.1 1961.11.21 1962.1.23 1962.11.1 1963.11.1 |
（池袋〜御茶ノ水間初開業）終日３両 ３両、平日昼間は２両 ２両、平日朝混雑時は３両 （淡路町延長） 〃 （東京延長）平日朝混雑時４両、他３両 （西銀座延長） 〃 （霞ヶ関延長） 〃 （新宿開通）平日朝混雑時４両、他３両、他も４両の時あり 終日４両 平日朝混雑時５両、他４両 （荻窪線新中野延長） 〃 （荻窪線南阿佐ヶ谷延長） 〃 平日朝混雑時５両、他４両、他も５両の時あり （荻窪線荻窪延長）平日朝混雑時６両、他４・５・６両 平日朝混雑時６両、他４・６両 終日６両 |
昭和38年以降、編成は６両に落ち着いたことから、昭和43年頃から固定編成（連結器は変えない）化が計られ、全周幌が取りつけられて車両間の行き来が出来るようになった。
なお、編成ごとにも番号が付けられている。永年、車両にはどこにも書かれていなかったので市販の編成表と照合させる必要があったが、近年正面下の密着連結器受けに書かれるようになった。
編成番号は２桁の番号であるが、他線と区別するために“丸ノ内線”の頭文字“Ｍ”を付することになっている。02系が登場する前は、本線用は１〜53、分岐線用は61〜66となっているが、02系が登場した際、従来車は徐々に＋されていき、最終的には50（分岐線は80台）となった。02系は第○編成がそのまま編成番号となった。
300系は編成の形態にも変化に富んでいるので、それを紹介していく。
他車（300、400、900形）は合計86両あり、数値的には43編成出来る。しかし、この形態は実際は41編成が存在した。
当初は中間の２両に他車を連結していたが、後年２両目と５両目に連結するようになった。その際、 500形の単位は分離され、次のようになった。
編成中、500形は２単位あり、両方の単位の一方が先頭車となっている（例外をのぞく）。編成中の他車２両はほとんどが同一車種で、数値的にも辻褄が合う。が、実際は300形と400形の組もあった。（900形と300、400形の組合せはない。）
他者の残り４両は、次のような編成となっている。これは１編成しかない。これで他車86両は全て使われたことになる。
これは一目瞭然、500形１単位を３つ組み合わせただけである。１単位はもちろん連番となっている。この編成は合計11編成ある。
なお、先の編成と合わせると、500形は232両しかない計算になる。残り２両は先頭・中間両用車801-802の２両、これは予備車として使われ、時々検査の穴埋めに使われる。最近まで先頭に出ることもあった。
昭和63年、300形・400形の廃車が始まった。その穴埋めには500形が充てられたが、編成替えを容易にするため、揃わない編成が続々と登場した。
一番多いのが次の形態である。集団離反形となっており、編成としての見掛けは悪い。
他にもいろいろな形態が見られたが、廃車が進むにつれて編成替えも頻繁に行われ、これ以外での揃わない編成も登場した。
また、編成として揃っていても、１単位が連番になっていないことが多くなった。
中野坂上〜方南町間の支線は、輸送力の関係から両数が少ない。当初は２両編成で、100形、2000形共に２両×５編成だった。100形は２両が合わさり、2000形は２両の単位がそのまま使われた。
最高５編成運用なので、１編成が検査に入ると、500形が応援として使われる。その500形こそ先頭・中間両用車である。
昭和56年11月、輸送力増強のため更に８両の2000形が転属、そのうち３両は転属車のみで構成された。３両×６編成の形態となり、500形の応援が必要なくなった。
転属車の向きにより、編成は２つの形態となった。形態は次の通り。（昭和56年10月〜平成５年３月まで）
だが、2000形も銀座線で平成５年７月に引退、部品確保の都合から丸ノ内線でも引退となった。代替は、02系の装備で余剰気味な500形となった。
編成の形態は次の通り。（平成５年７月現在）
なお、平成６年５月には、Ｍ88編成が771-772-734になった。これは、709-769-770が回帰(検査期限)切れとなり、検査の手間を省くため、回帰が残っている本線用の車両に置き換えたためである。