Im Vorgriff auf die Inbetriebnahme der „Harburger S-Bahn“ wird zum 29. Mai 1983 die Linienführung im Bereich von Pinneberg bis Aumühle geändert. S2: Pinneberg – Altona – Jungfernstieg – Hbf, zeitweise bis Bergedorf. S21: Elbgaustraße – Dammtor – Hbf – Aumühle, zeitweise von Pinneberg.

Der Betrieb auf dem ersten Abschnitt der „Harburger S-Bahn“ von Hauptbahnhof bis Harburg Rathaus beginnt am 25. September 1983 mit der Linienbezeichnung S3. Damit erhält auch der Süderelberaum, der zuvor nur mit Nahverkehrszügen zu erreichen war, die lang erwartete S-Bahn-Anbindung.

Zunächst ist die S-Bahn-Strecke zwischen Veddel und Wilhelmsburg nur eingleisig befahrbar, da die alten Bahnsteige der Nahverkehrszüge noch den vollständigen Ausbau verhindern. Nach dem Abriss der entbehrlichen Anlagen und Verschwenken der Ferngleise kann die S-Bahn-Trasse zweigleisig fertig gestellt werden.

Am 5. August 1984 wird der zweite Abschnitt der „Harburger S-Bahn“ zwischen Harburg Rathaus und Neugraben eröffnet. Mit Fertigstellung der zweigleisigen Trassierung zwischen Veddel und Wilhelmsburg wird in den Hauptverkehrszeiten mit der Linie S3 und einer neuen Linie S31 ein 5-Minuten-Takt von Hauptbahnhof bis Harburg Rathaus angeboten. Vom 27. September 1987 an besteht dieser aufgrund des enormen Fahrgastaufkommens montags bis freitags sogar den ganzen Tag über.

Seit Inbetriebnahme der Harburger S-Bahn bis Neugraben bestehen die Linienführungen der Gleichstrom-S-Bahn bis heute unverändert. Einzige Ausnahme bildet die Linie S11, deren Aufgaben zwischen Hauptbahnhof und Altona erst ab 27. September 1987 von der Linie S31 übernommen wurden.

Der erste grundüberholte und modernisierte Triebzug der Baureihe 471 trifft nach seinem Umbau im Ausbesserungswerk Stuttgart-Bad Cannstatt wieder in Hamburg ein. Ihm folgen bis zum 3. Dezember 1987 weitere 21 Fahrzeuge.