別所線、青木線、西丸子線、真田傍陽線の4路線を開業させた上田温泉電軌（上田電鉄）と、丸子線を開業させた丸子鉄道が合併して上田丸子電鉄（のちの上田交通）となっていたが、別所線以外はすべて廃止されている。2005年に、上田交通の鉄道部門が独立して上田電鉄となった。
戦前
　旧上田電鉄 　
　別所線開業時は2軸単車であった。1927年に登場したデナ101形（モハ4251形）、1928年に登場したデナ200形（モハ5251形）は、ともに半鋼製ボギー車で、戦後まで使用される。とくにデナ200形は扉の横の窓が丸くなっていたため、丸窓電車と呼ばれ、上田交通を代表する形式であった。廃車後も3両すべて保存されている。また、電気機関車のデロ301は、名古屋鉄道を経て岳南鉄道で2015年まで車籍を残していた。
 
2018.12　モハ5251：さくら高校 2018.12　モハ5252： 別所温泉駅
 
1991.8　モハ5253：別所温泉駅（現在は移転） 2016.6　もとデロ301：岳南鉄道譲渡後 
種類 番号（戦前） 番号 両数  前歴 登場 消滅  備考
EC デ1-9 モハ1111-13 9 玉川電気 1921 1961 別所
デ10-11 − 2 駿遠電気 1921 1944 別所
デ12-15 − 4 新造 1922 1939 青木
ハ1-4 − 4 玉川電気 1921 ？ 別所
ハフ1-4 サハ11-14 4 九州肥築 1939 1955
デナ101-04 モハ4251-54 4 新造 1927 1969? 真田
デナ201-03 モハ5251-53 3 新造 1928 1986.10 別所
EL デロ301 − 1 新造 1928 1940 真田
戦後〜昇圧前
　別所線・真田傍陽線等　
　戦後に導入された車両は、1両ごとに出自が異なる雑多なものである。1980年代に入っても、長野電鉄や東急電鉄から車両を譲り受けたが、1986年の昇圧によってすべて廃車となった。モハ4257とクハ271は、それぞれ登場時の姿に復元のうえ保存されている。
2016.1　富士山麓モハ1形（上田モハ4257）：河口湖駅前
 番号 両数  前歴 登場  消滅  備考
モハ5262-63 2 国鉄モハ11等 1954 1960 別所
モハ5361 1 東武モハ1003 1947 不明 真田
モハ5371-72 2 小田急1651形 1960 1986.10 別所
モハ4255-56 2 国鉄モハ15形 1958 1974.4 真田
クハ251→モハ4257 1 富士山麓モハ501 1962 1983.10 真田→別所
クハ252-253 2 相模クハ1501-02 1956 1986.10 別所
クハ272-273 2 相模クハ2501・05 1961 1963.3 別所・真田
サハ21-28 8 国鉄キハニ1形
東武キハ21　等		 1949 1980.2 別所・真田
サハ41-42 2 国鉄キハ101-02 1950 1984.3 別所
サハ61-62 2 東急サハ3352・54 1967.6 1986.10 別所・真田
モハ5261 1 長野モハ201 1978.12 1986.10 別所
モハ5271 1 長野モハ612 1981.8 1986.10 別所
クハ261 1 長野モハ102 1980.3 1986.10 別所
クハ271 1 長野モハ604 1983.7 1986.10 別所
デハ3310 1 東急デハ3310 1979.4 1986.10 別所
クハ3661 1 東急クハ3661 1979.4 1983.10 別所
クハ3772 1 東急クハ3772 1983.11 1986.10 別所
クハ291-292 2 東急サハ5358・71 1983.11 1986.10 別所
　丸子線　
　丸子線で使用された電車はすべて消滅したが、機関車のED25-1が保存されている。これは、もとは1937年に宇部電気鉄道が新製したもので、国有化ののち1961年に上田丸子電鉄が譲り受けた。丸子線廃止後も1986年まで別所線で使用されていた。旧丸子駅から徒歩5分ほどの上田市工業百年公園で静態保存されている。　
2017.2　ED25-1：上田市工業百年公園
 形式 番号 両数  前歴 登場  消滅  備考
ED25形 251 1 国鉄ED25形 1961.11 1986.10 丸子→別所
昇圧後
　5000・5200系
　1986年の昇圧時に、東急5000系・5200系を譲り受けたもので、これによって雑多な旧型車をすべて置き換えた。片側のMc車を電装解除して、すべてMc-Tcの2両編成となっている。非冷房車であったため、1993年に7200系に置き換えられた。引退後は、モハ5001が東急に里帰りし、今は渋谷駅ハチ公口でカットボディになっている。また、5200系は下之郷駅で保存されている。
2017.1　5000系：渋谷駅ハチ公口 2018.12　5200系：下之郷駅
 形式 番号 両数  前歴 登場  消滅  備考
モハ5000形
クハ5050形		 5001-04
5051-54		 8 東急5000系 1986.7 1993.9
モハ5200形
クハ5250形		 5201
5251		 2 東急5200系 1986.7 1993.9
　7200系
　非冷房の5000・5200系を置き換えるために、東急7200系を譲り受けたもの。すべてMc-Tcの2両編成である。2005年に2編成の扉の横を丸窓風にして「まるまどりーむ号」と呼ばれた。1000系への置き換えが進み、最後は「まるまどりーむ号」の1編成となっていたが、2018年5月に最後の営業運転が行われた。廃車後は市原市のちはら台で保存されているようである。
2016.3　下之郷駅
 形式 番号 両数  前歴 登場  消滅  備考
モハ7200形
クハ7500形		 7251-55
7551-55		 10 東急7200系 1993.5 2018.8
　1000・6000系
　東急1000系を譲り受けたもので、上田電鉄初のVVVFインバータ制御車。6000系は、中間車を先頭車化改造したもので、前面の形状が1000系とは異なる。各車にさまざまなラッピングが施されている。
2016.3　1000系まるまどりーむ号
：下之郷〜中塩田間		 2016.3　1000系ラッピング車
：下之郷〜中塩田間
2017.2　6000系さなだどりーむ号：上田〜城下間
 形式 番号 両数  前歴 登場  消滅  備考
デハ1000形
クハ1100形		 1001-04
1101-04		 8 東急1000系 2008.8-09.1
デハ6000形
クハ6100形		 6001
6101		 2 東急1000系 2015.3
形式別車両数
種類 形式 1940 1954 1964 1972 1981 1987 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
EC 戦前の車両 15 14 7 3 3
戦後旧型車 9 18 13 11
5000系 8 8
5200系 2 2
7200系 10 10 10 4 2
1000系 8 8 8
6000系 2 2
EL デロ300形 1          
年表

　　1916.9.7　　丸子鉄道設立
　　1918.11.21　丸子鉄道：大屋〜丸子町間6.6km開業
　　1921.6.17　上田温泉電軌：三好町〜青木、上田原〜別所間開業
　　1924.8.15　上田〜別所（現・別所温泉）間10.8km全通
　　1926.8.12　依田窪線（後の西丸子線）開業
　　1927.11.20　北東線（後の真田・傍陽線）開業
　　1938.7.25　青木線廃止
　　1939.3.19　別所線、西丸子線が鉄道となる
　　1939.9.1　　上田温泉電軌が上田電鉄と改称
　　1943.12.23　上田電鉄と丸子鉄道が合併し上田丸子電鉄発足
　　1963.11.1　西丸子線廃止
　　1969.4.20　丸子線廃止
　　1969.5.31　上田交通と改称
　　1972.2.20　真田・傍陽線廃止
　　1984.11.1　貨物営業廃止
　　1986.10.1　750Vから1500Vに昇圧
　　2005.10.3　上田交通の鉄道部門が上田電鉄として分社化

上田電鉄