7200系のVVVFインバータ制御化改造車。
まず、1986(昭和61)年にクハ7500形6両(7509・7506・7555・7512・7556・7559)を種車としてデハ7601〜7603(Mc2)、デハ7651〜7653(Mc1)が改造された。車体は種車のままであるが、方転したデハ7600形にはSIVとCP、デハ7650形にはVVVFインバータ制御装置が装備されて、台車も8000系と同タイプのTS-831に変更された。併せて冷房改造も行われ、デハ7650形にはパンタグラフ2基を搭載している。当初、7601Fと7602Fは大井町線でクハ7500形と組んだ6両編成(デハ7601-デハ7651-クハ7503-デハ7602-デハ7652-クハ7510)で、7603Fは目蒲線でデハ7200形と組んだ3両編成(デハ7255-デハ7603-デハ7653)で使用された。
その後1988(昭和63)年に大井町線の20m車5連化により池上線に配置することになったが、7601F・7602Fを池上線に転属させる際にクハ7503・7510を新たにVVVF化してデハ7650形7661・7662とし、デハ7600形は電装解除されてクハ7600形として、クハ7601-デハ7651-デハ7661、クハ7602-デハ7652-デハ7662の編成とした。
また、7603Fは1990(平成2)年にデハ7255を編成から外し、デハ7603を制御車化、新たにデハ7402をVVVF化したデハ7673を組込んで、クハ7603-デハ7673-デハ7653とした。なお、デハ7653のパンタグラフ1基を撤去した。これにより全編成がインバータ2台となった。
1994(平成6)年には更新工事が行われ、デハ7651・7652は運転台を撤去してデハ7670形7681・7682となった。
現在は3両編成3本が池上線・東急多摩川線で活躍中。

改造当初の7600系
改造当時の7600系はご覧のように赤帯がなく、方向幕も白地に黒文字の7200系当時のままであった。
1987年2月24日 多摩川園−沼部間にて

大井町線で活躍していた頃の7600系
クハ7500形と組んで6連で使用されていた。
1988年2月19日 自由が丘-九品仏間にて

更新後の7600系
改造当初2基だったデハ7653のパンタグラフは1基となった。現在は3両編成で池上線、東急多摩川線で使用されている。
2004年4月30日 沼部-鵜の木間にて

デハ7662他3連
デハ7662は1988(昭和63)年にクハ7510を改造したもので、パンタグラフを装備していない。
2004年4月30日 久が原−千鳥町間にて