大井町線急行用として2007年12月に登場しました。5000系をベースとしています。2008年3月28日より営業運転を開始しました。
旅客の増加に伴い2017年度に2代目デハ6300が追加製造され、順次7両化及び改番が行われました。2019年4月には6020系で導入されたQSEATを6000系へも導入するため、3代目デハ6300が2両製造されました。余剰となったデハ6300はデハ5480として目黒線8両化の際に転用されました。