3500形は1972年から1982年に24編成96両が製造されました。京成通勤車初の冷房車です。
骨組みは普通鋼ながら外板はステンレス鋼のセミステンレス構造を採用し、制御装置は都営浅草線の規定により抵抗制御で製造されました。末期に製造された3583・3584・3588F・3596Fはオールステンレス構造となっています。
1996年から大規模な更新工事が行われ、前面や車内のリニューアルが行われました。しかしながら2000年以降は更新中止となり、未更新車から廃車が進んでおり、2017年に未更新車が全廃となりました。
4両編成を基本とし4+4や2+4+2の8両で京急線まで乗り入れるほか、4両編成をばらし4+2・2+4の6両編成を組んで運用に入っていましたが、都営・京急への運用は3000形の増備により2015年秋に乗り入れ運用から基本的に外れ、2016年秋以降は完全に乗り入れなくなりました。
2013年4月からは3540Fが芝山鉄道に貸し出されています。2018年には更新車にも廃車が発生しました。2021年8月には6両編成の組成変更が行われ、4+2・2+4の組成から基本編成に別編成をサンドイッチした2+2+2の組成に組み換えが行われました。