Im April 2000 feiert die Gleichstrom-S-Bahn ihren 60. Geburtstag und stellt die Signale auf Wachstum: 2001 startet der Bau der „Flughafen-S-Bahn“, und 2003 wird der Verkehrsvertrag für die Weiterführung der S-Bahn-Linie 3 von Hamburg-Neugraben bis Stade von Vertretern der beteiligten Länder sowie der Bahn unterzeichnet und die Finanzierung der dafür notwendigen 42 Zweisystemfahrzeuge der Baureihe 474.3 vereinbart.

Vom 3. April 2000 (erste Station: Wellingsbüttel) bis 8. Februar 2006 (letzte Station: Hauptbahnhof, Gleis 3/4) werden alle Stationen des S-Bahnnetzes und die Fahrzeuge der Baureihen 472 und 474 auf eine neue Abfertigungstechnik, die „Selbstabfertigung durch den Triebfahrzeugführer“ (SAT), umgerüstet. Der Lokführer kann nun selbst den Fahrgastwechsel über Monitore im Führerstand beobachten und seinen Zug nach Erreichen der Abfahrtszeit abfertigen. Bislang waren dafür die Mitarbeiter der „Zentralen Zug-Aufsicht“ in Altona oder örtliche Aufsichten zuständig.

Ab 1. November 2000 wird die Einteilung in 1. und 2. Wagenklasse zugunsten gleichmäßigerer Auslastung der Fahrzeuge und Erhöhung des Sitzplatzangebotes aufgegeben.

Im Juli 2001 wird die neue Betriebszentrale der S-Bahn in Betrieb genommen. Sie ist als übergeordnete Betriebsstelle für die pünktliche, flüssige und wirtschaftliche Betriebsführung der S-Bahn verantwortlich. Mit Hilfe des 1977 eingeführten und 2001 grundlegend modernisierten rechnergestützten „Informations- und Melde-Systems“ (IMS) wird von den Mitarbeitern über Datensichtgeräte die Zugüberwachung und Disposition in engem Kontakt mit den Fahrdienstleitern der Stellwerke durchgeführt. Gleichzeitig mit der Erneuerung des Informations- und Melde-Systems erfolgt der Austausch alter Fahrgastinformationsanlagen (Zuganzeiger, Notruf- und Informationssäulen) auf den Haltestellen.

Am 26. Oktober 2001 wird zum letzten Mal ein Zug der Baureihe 471 (062) im regulären Fahrgastverkehr auf der Linie S2 eingesetzt.