国分寺線は西武鉄道の路線で、国分寺から東村山まで中央線と西武新宿線の間を繋いでいる。西武園線も西武鉄道の路線で、東村山駅から競輪場のある西武園駅までを結ぶ。それぞれ出自が全く異なる路線であるが、ともに新宿線系統の路線であり、かつて直通していた関係で駅ナンバリングは「SK」から始まる通しの番号を使用している。

国分寺線は西武鉄道が運行する路線の中で最も古い路線であり、川越鉄道川越線国分寺〜本川越間の中でも第1期線として1894年に開業した。1927年に村山線高田馬場〜東村山間が開業すると東村山以北とは運転系統が分離され、1952年に川越線は正式に国分寺線と新宿線に分離された。2003年から2019年までは新宿線に直通する国分寺〜新所沢間の列車も運転されたが、東村山駅高架加工時のため運行を中止している。

西武園線の前身に当たる路線は、村山貯水池へのアクセス路線として東村山〜箱根ヶ崎間の免許線の部分開業という体裁で建設された（そのため、路線名としては村山線の一部だった）。当初の終点は現在の多摩湖駅付近にあったが、競輪場へのアクセスのため現在の西武園駅に終点が変更され、1952年に路線名も西武園線として村山線（現在の西武園線と新宿線東村山以東）から分離された。以前は新宿線・国分寺線への直通列車も運転されていたが、2022年以降は全列車が線内折返し列車となっている。