6020系は大井町線の輸送力増強のため2017年度に2編成14両が製造されました。
田園都市線用2020系とほぼ同一仕様となっていますが、駅通過防止装機能の追加やデジタルサイネージの省略が行われています。
2018年度に大井町線への座席指定車「Q SEAT」導入伴い、デュアルシート採用の新デハ6320が製造され組み換えが行われました。旧デハ6320は2020系に編入されています。
2024年度からは9000系・9020系置換用として5両編成の6050番台が製造され、2025年7月2日から営業運転を開始しました。