도큐 전철의 노선 중 하나이다. 전 구간이 도쿄도 오타구에 위치한다. 원래는 '메카마선'이라는 메구로선과 하나의 노선을 이루고 있었는데 2000년에 계통이 분리되었다.[1] 이때문에 마이너 노선으로 전락, 3량 편성에 직결하는 노선이 없다. 자체 차량기지도 없어서 카마타역에서 회차하여 이케가미선을 거쳐 유키가야 검차구로 간다.

그러나 이 노선이야말로 도큐 전철의 시초라 할 수 있다. 다른 노선들은 모두 다른 회사의 노선을 합병한 것이지만, 이 노선과 오이마치선만큼은 모체가 되는 메구로카마타 전철에서 개업한 노선이기 때문이다. 그 중에서도 처음 개통한 것이 바로 이 타마가와선(당시엔 메카마선.)

참고로 도큐 타마가와선이 정식 명칭이다. 사명을 뺀 타마가와선이 정식명칭이 아니다!! 세이부 철도 타마가와선과의 혼동을 고려한듯 하다.