Im schneereichen Winter 1978/1979, der auch als „Schneekatastrophe“ in die Geschichte einging, muss wegen vereister Stromschienen und damit ungenügender Stromversorgung der Triebzüge mehrmals für einen längeren Zeitraum der elektrische S-Bahn-Betrieb unterbrochen werden. Diesellokomotiven verschiedener Baureihen ziehen und schieben die antriebslosen S-Bahnzüge, außerdem kommen lokbespannte Reisezugwagen und verschiedene Dieseltriebzüge des Fernverkehrs zum Einsatz.

Am 21. April 1979 wird der zweite Teil der „City-S-Bahn“ von Landungsbrücken bis Altona mit dem neuen unterirdischen Bahnhof eröffnet und damit eine weitere Strecke durch die Hamburger Innenstadt durchgehend befahrbar. Mit der Stillegung des alten Kopfbahnhofes entfällt künftig der Fahrtrichtungswechsel eines Zuges (Ausnahme: Linie S11) in Altona. Die Linie S10 wird eingestellt und eine neue Linienführung tritt in Kraft. S1: Poppenbüttel – Hbf – Jungfernstieg – Altona – Wedel, S2: Aumühle – Hbf – Dammtor – Pinneberg und S11: Altona – Dammtor – Hbf mit Verlängerung während der Hauptverkehrszeiten bis Poppenbüttel bzw. Blankenese.

Das System „Zentrale Abfertigung“ (ZAF) in Bergedorf überzeugt nach zweijähriger Erprobung derart, dass ab 1979 schrittweise die Abfertigung der Züge auf allen Strecken von einer neuen „Zentralen Zug-Aufsicht“ (ZZA) mit Sitz im Bahnhof Altona übernommen wird.

In Vorbereitung für die Eröffnung der „Harburger S-Bahn“ wird 1980 Gleis 1 und 1981 Gleis 2 eines neuen Tunnelbahnsteigs am Hauptbahnhof für die S-Bahn in Betrieb genommen.

Als dritter und letzter Teil der „City-S-Bahn“ wird am 31. Mai 1981 der Abschnitt Altona – Diebsteich dem Verkehr übergeben: Die S2 erhält eine neue Linienführung über die City-S-Bahn: Aumühle – Hbf – Jungfernstieg – Altona – Pinneberg und eine neue Linie S21 übernimmt die Strecke Hbf – Dammtor – Elbgaustraße.

Von 1982 bis 1984 treffen 32 Triebzüge (231-262) einer verbesserten zweiten Serie der Baureihe 472 ein. Damit werden insgesamt 62 Züge dieser Baureihe in Hamburg eingesetzt.