初代3500系
1942年から43年にかけて導入されたいわゆるAL車に属する電車。
旧愛知電気鉄道が建設した東部線向けに導入されたモ3350・ク2050をベースに、旧名岐鉄道が建設した西部線向けに設計変更した車両で、車体長17.6mの3ドアオールロングシート車としてモ3500とク2500が5両ずつ合計10両が落成した。
また同仕様車を現在の河和線を建設した知多鉄道が3両導入しており、こちらは同社の名鉄合併時にク950へと改番され、3500系列へ編入された。
登場時期が太平洋戦争の激化に伴う物資不足と重なったため、モ3500はパンタグラフだけ搭載した制御車として落成した一方、ク2500は将来の東西直通運転開始を念頭に車端部へトイレを設置していた。
太平洋戦争終結後の1946年に暫定制御車として落成したモ3500が電動車に改造され、1947年には知多鉄道由来のク950も電装されてモ950となった。モ950は1951年にモ3500へと編入されている。
1952年、モ950から編入された3両が電装を解除されてク2650となり、1953年には更に2両が電装解除されている。
電装解除によって発生した機器類は3900系の製造に際して転用されている。
1960年、モ3504が岡崎市内の踏切でダンプカーと衝突し、車体を全焼する事故を起こした。復旧に際して損傷の大きい従来の車体を放棄し、代わりにHL車の車体更新車である3700系と同様の車体へと載せ替え、モ3560形として落成した。
1965年から制御装置が電動カム軸式のES-568-Aへ換装され、更に扉間の座席の転換クロスシート化、ク2500のトイレの撤去、車体塗装の名鉄スカーレット化などが行われた。
1979年に廃車が始まり、翌年までにク2500が全廃となる。
同時に支線区での閑散時用にモ3500のうち3両が両側運転台へと改造され、モ800形へ編入された。
この編入によってモ3500も形式消滅となった。
モ800へ編入された3両は3400系や7300系の増結車両として重宝されたが老朽化で1989年に2両が廃車。
残った1両は1996年まで活躍を続け、運用離脱後も直ちに廃車とならず、新川工場で1年ほど留置された後に廃車・解体となった。
なおモ800へ編入前に廃車されたモ3501とク2502は南知多ビーチランドに保存され、3501は850系852編成と共に（852編成は分割されて）園内の食堂になっていた。しかし、塩害による腐食が進んだため1992年には852編成や2502と共に解体されてしまった。
2代目
メインイラストの車両。
1993年に6000系列の後継発展型としてVVVF制御などの新機軸を採用してデビュー。
4両編成片側3ドア・オールロングシートで、前面形状は6500系や6800系後期型に似た金魚鉢スタイルだが、スカートが設置されているのが大きな違いで、正面右側にECBのロゴが掲げられている。
当初は本線系統で暫定運用中だった100系200番台を本来の運用である地下鉄直通運用へと入れるための代替車種として4編成が導入され、普通列車を中心に活躍。
1996年までに合計34編成が導入され、1997年度からは改良型の3700系の増備へ移行した。
2013年に3511編成が試験的に機器更新を受けて先頭車運転台側の車内案内表示装置がLEDからLCDモニタへ更新され、2017年度から本格的な更新工事がスタートした。
この更新で制御装置の交換や行先表示器のフルカラーLED化、ドアチャイム新設、座席モケットの交換などが施工されている。一部編成は各務原線などで開始されるワンマン運転にも対応する改造が行われているほか、客室まで全面的な更新が行われた車両もいる。一応既にワンマン運転の開始されている路線でも問題なくワンマン運転ができるらしく、普段は運用がない三河線に豊田おいでんまつりの応援のため3512Fが派遣され（7月22日に検査出場したばかり）、24日から代走した。
また、初期の更新工事では横長のLCDが装備されていたが、これが生産終了になったため最近の更新では17インチディスプレイが装備されるようになっている（6520Fに装備されたものと同じ）。ただし号車表示は8セグメントで残ったままなので、違和感が残る仕上がりになってしまったり…
