2003年（平成15年）
11月10日 10:00からデジタル放送の試験放送開始[20]。
12月1日 それまでのアナログ放送を置き換えることを主目的としたデジタル放送は、三大都市圏（東京、大阪、名古屋）からスタートした[21]。デジタル放送（アナログ放送は2006年1月）のクロージング時はNHKのロゴを表示した後に『教育テレビジョン』の文字が追加されている。
2008年（平成20年）7月24日よりアナログ放送において、3年後の同日までにアナログ放送が終わる予定であることを周知するためとデジタル放送への円滑な移行を促進するため、画面右上に「アナログ」の字幕を出すようになった。
2010年（平成22年）
2月11日未明まで上下に黒帯が出るときは「アナログ」の表示位置が異なった。
3月11日、DpaがBSデジタル放送の292chで、東京教育デジタルテレビジョンの衛星によるセーフティネット[注 20]を期間限定で始めた。
新年度開始日となった3月29日、アナログ放送では地上デジタル放送の完全移行を前提として、一部を除いて全ての番組が画角16:9のレターボックス放送に移行した。
例外として『NHK手話ニュース』各番組、『てれび絵本』などは4:3コンバートだったが、同年7月5日の放送開始以降は一部のSD4:3制作時代に放送された番組の再放送[注 21]を除いてほぼ全番組がレターボックス16:9となった。
10月25日からは、アナログ総合テレビとアナログ衛星第2テレビで行なっていたアナログ放送終了に関するお知らせが、アナログ教育テレビでも前者2波とともに常時表示の形で実施されるようになった[注 22]。
2011年（平成23年）
3月11日、東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）の発生直後から予定されていた番組のほぼ全てを休止し、津波警報[22]、安否情報・生活関連情報を繰り返し生放送した[23]。同月末での廃局が決まっていたBS2（BSデジタル102ch）でも、衛星によるセーフティーネット（BSデジタル292ch）とは別に、18日まで暫時的に教育テレビの番組の同時配信を実施した。19日以降も暫く一部時間帯で避難所にいる被災者名簿の放送を行った。
この震災により、盛岡・仙台・福島の各局では、アナログの廃局予定が2011年度末に延ばされた。
6月1日、前年度より愛称として使われていた「NHK Eテレ」を、50年以上使われてきた「NHK教育テレビ」及び「ETV」に代わる新しい一般名称として採用した[24]。
7月24日12:00（午後0時）を以って、前述3局とその中継局を残し、アナログの通常放送終了。アナログの最終番組は『囲碁・将棋フォーカス』で、その途中での終了だった（地域により全国高等学校野球選手権大会地方大会の中継。特別なアナウンスはなく、字幕スーパーでの告知だった）。23:59（午後11時59分）にアナログ放送は完全停波された。なお、「デジアナ変換」では、それまでアナログ放送で用いられてきたチャンネルで送信されることがあった。
2012年（平成24年）3月31日、前述3局とその中継局も、アナログ放送完全停波。これにより全国で完全デジタル化完了。
2015年（平成27年）3月31日、正午（午後0時）を以って、BSセーフティーネット（BS292ch）による東京Eテレのサイマル放送を終了。
2020年（令和2年）
3月1日、常時同時配信・見逃し番組配信のNHKプラスでのサイマル配信を開始した[25]。
3月30日、一般呼称を「NHK E」という表記となった（キャッチコピーとEテレ0655&2355を除く）
2021年（令和3年） 3月29日、この日から特別番組や再放送の番組等の一部の番組を除いて殆どの番組のエンドクレジットから｢終｣、｢おわり｣、｢END｣等の表記が見られなくなった。なおTVスポットでは3月29日、この日からいずれかの番組のTVスポットを26秒から30秒に変わった。
呼称とデジタル放送のロゴ2011年4月から2020年3月まで使用されていた旧ロゴマーク。以降もNHKを冠さない形で存続自体はしている。
開局以来、一般的な略称には様々あり、1959年（昭和34年）2月1日に日本で唯一だった民間放送の教育放送局として開局し、1973年（昭和48年）11月1日に日本教育テレビ[注 23]が一般総合局に移行してからは事実上日本で唯一の教育放送専門チャンネル[注 24]となったことから「教育テレビ」や英語名の“Educational Television”から採った「ETV」はNHK教育テレビジョンを指すようになった。総合テレビの「GTV」は群馬テレビと略称が同じであることから混同を避けるために使用頻度は少なかったが、ETVはこれを略称とする局もないために対外的にも使用されていた。
NHKは2010年（平成22年）度から、新たな愛称として「Eテレ」を採用し[26]、翌2011年（平成23年）6月1日からは正式に対外的な名称として採用され、新聞やテレビ情報誌の番組表等における局名表記も「Eテレ」に改められた。EPGでの放送局名表記も同年7月11日の放送開始から「NHKEテレ（放送局名）」に変わった[注 25]。
地上デジタル放送におけるウォーターマーク表記は2011年（平成23年）4月11日の放送開始から[注 26] 、アイコンはその3か月後（局名表記変更の日）に受信機表示アイコンは「NHKE」から「NHKEテレ」に変更された。2020年3月30日からは受信機表示アイコンは「NHKE（文字配列は.mw-parser-output ruby.large{font-size:250%}.mw-parser-output ruby.large>rt,.mw-parser-output ruby.large>rtc{font-size:.3em}.mw-parser-output ruby>rt,.mw-parser-output ruby>rtc{font-feature-settings:"ruby"1}.mw-parser-output ruby.yomigana>rt{font-feature-settings:"ruby"0}E（NHK））」に、ウォーターマーク表記「NHK E」に変更された[27]。
2020年3月30日から、「NHK E」という一般呼称とされているものの、2024年4月現在、新聞やテレビ情報誌の番組表等における局名表記は「NHK Eテレ」のままであり、EPGも同様に「NHKEテレ（放送局名）」のままである。
ただし、呼出名称（コールネーム）は「NHK教育テレビジョン」で変わらず、放送開始、終了時に放送される局名告知も表示は「NHK教育テレビジョン」で、コールサインの読み上げも「JO○B(C)-DTV、NHK○○教育デジタルテレビジョン（です）」[注 27]である。
各種メディアでは「教育テレビ」「教育」「ETV」等といった表記も混在していたが、「Eテレ」を愛称に採用したことでその表記がすっかり定着したため「（NHK）E」の表記はNHK以外では皆無に近い（これは「（NHK）G」も同様）。 幼児向け番組や小学生向けの学校放送、定時制・通信制高校の生徒向けの授業番組[注 28]、趣味番組、語学番組、アニメ、福祉情報番組を中心に構成されている。よく再放送（例：語学番組や日本芸能の番組では放送当日の正午から先週分の再放送を行う）があることも特徴。学校放送は基本的に各学期ごとに隔週で新作を放送し、初回の生放送が終わった後は、2週間後の次回の生放送まで同じ番組内容を曜日を変えて再放送を繰り返し、1番組につき6回程度同じ番組が放送されている。また夏休み・冬休み・春休みは「○○のテレビクラブ」と称し、長期休校前の直近の学期で放送した内容を集中的に再放送している。 デジタル放送のマルチ編成は月-金曜午後2時から午後3時30分までで、高校講座から囲碁・将棋、短歌・俳句番組の裏番組として高校講座ライブラリー及びNHKワールドが放送されている。 2003年度（2003年4月7日開始）には「今夜もあなたのパートナー」、「まる得マガジン」、「100語でスタート！英会話」の開始や「ゴガク系」と称し、7つの語学講座の生徒役がすべて女性タレントとなる、高校講座のリニューアルなど大規模な改編が行われた。
番組詳細は「NHK教育テレビジョン番組一覧」を参照
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