曲線区間における通過速度を向上させるために開発された、日本初の振り子式電車。車体は従来の国鉄形特急電車と同じに見えるが、軽量化のためアルミニウム合金製となっている。台車は、ダイレクトマウント式空気ばねに振り子機構を加えたDT42とTR224。主電動機はMT58(1時間定格出力120kW)、駆動は中空軸平行カルダン、制御は電動カム軸式、制動は電磁直通(発電併用)である。全車新製冷房車。先頭車は貫通型の0番台と非貫通の100番台がある。
  
2022.5 直江〜出雲市間
国鉄
 0番台  
 貫通型の先頭車で、すべて中央西線の特急「しなの」向け。全車JR東海に引継がれている。
  
1987.3 「しなの」:長野駅
 100番台  
 非貫通先頭車で、阪和・紀勢線の特急「くろしお」、伯備線の特急「やくも」のほか、「しなの」増備車でも使用された。JR西日本とJR東海に引継がれている。
 
1981.11 「くろしお」  1982年頃 「やくも」
 番台 M
380
M
381
Mc
381
 Tc
381
Ts
381
 前歴  登場  消滅  備考
 0番台 92 92  18 31 新製 1973.5-75.1 2001.11
100番台       44   1976.11-82.6
 0番台     9     M381  1986    
JR東海
 神領電車区 
 JR東海は、特急「しなの」向けの88両を引継いだが、非貫通型先頭車は2両のみであった。1988年には中間車を改造したパノラマグリーン車が登場している。塗装は最後まで国鉄色だった。383系に置き換えられて1996年12月に定期運用が無くなり、2008年までに全車廃車となっている。リニア・鉄道館に、貫通型先頭車のクハ381-1と、パノラマグリーン車が保存されている。

  1973.7.10 「しなの」にて運用開始(9両編成)
  1988.3.13 6両編成に変更
  1996.12.1 定期運用終了
  2008.5   最後の営業運転
2015.11 クハ381-1:リニア・鉄道館 2015.11 クロ381-11:リニア・鉄道館
 番台 M
380
M
381
 Tc
381
Ts
381
Tsc
381
 前歴  登場  消滅  備考
 0番台 29 29  18 8 2 国鉄 1987.4 2008.5
100番台   2    
0番台 5 サロ381 1987.7-87.12
10番台 3 サロ381 1988.1-88.4 パノラマ
50番台 5 クハ381 1987.10-87.12
JR西日本
 日根野電車区/吹田総合車両所日根野支所 
 1978年の紀勢線電化時から、特急「くろしお」に100番台が投入された。1989年からは展望グリーン車を連結したスーパーくろしお編成が登場している。1998年頃からアコモ改造が実施され、塗装も変更になった。2015年10月に運用を終了している。
 
  1978.10.2 「くろしお」にて営業運転開始(9両編成)
  1989.7.22 「スーパーくろしお」運転開始
  1998.11.28 アコモ改造車運転開始、くろしお新色に変更始まる
  2015.10.30 「くろしお」定期運用終了
  2016.4.12  全廃
1989.8 スーパーくろしお色:湊町駅 くろしお新色 展望車と普通先頭車
 番台 M
380
M
381
Tc
381
Ts
381
Tsc
380
Tsc
381
T
381
 前歴  登場  消滅  備考
0番台 42 42 12 国鉄 1987.4 2016
100番台 30
0番台 5 サロ381 1989.7-90.7
7 サロ381 1998.11-99.10
100番台 7 クハ381 1998.11-99.10
500番台 3 5 0・100番台 1990.11-91.3
 出雲運転区/後藤総合車両所出雲支所 
 1982年7月の伯備線電化時から、特急「やくも」に100番台が投入された。1994年にはスーパーやくも編成も登場している。先頭車はすべて非貫通の100番台であるが、1986年に短編成化のため先頭車化改造された車両には貫通扉がある。2007年からは「ゆったりやくも」編成への改造が進められた。

  1982.7.1 「やくも」にて営業運転開始(9両編成)
  1994.12.3 「スーパーやくも」運転開始
  1998    一般車のやくも色への変更始まる
  2006.3.18 「スーパーやくも」が「やくも」に統合
  2007.4-11.7 「ゆったりやくも」編成に改造
  
1995.5 スーパーやくも色・パノラマ車:米子駅
2022.5 ゆったりやくも色・パノラマ車
:黒坂〜根雨間
2019.1 ゆったりやくも色・先頭車化改造車
:中庄駅
  
2022.5 黒坂〜根雨間
 番台  Mc
381
M
380
M
381
Tc
381
Tsc
380
Tsc
381
Ts
381
T
381
 前歴  登場  消滅
0番台 9 21 12 9 国鉄 1987.4
100番台 12
0番台 2 サロ381 1994.11-94.12
100番台 5 クハ381 2007.3-10.7
200番台 3 0番台 2007.3-08.3
5 サロ381 2008.9-10.7
 福知山電車区 
 2012年6月から、「くろしお」への287系投入によって余剰となった381系が国鉄色に復刻されて、特急「こうのとり」「きのさき」「はしだて」等で使用された。しかし、2015年10月に289系に置き換えられ、短期間で運用を終了している。

  2011.3.12 「こうのとり」にて、日根野車を借入れて営業運転開始
  2011.5   運用終了、返却
  2012.6.1  福知山転入車により、「こうのとり」「きのさき」にて運用開始
  2015.10.31 定期運用終了
2014.4 新大阪駅
 番台 M
380
M
381
Tc
381
Tsc
381
 前歴  登場  消滅  備考
0番台 13 13 日根野 2012.3-13.3 2017.3  
100番台 7 7
車両配置表

1975 1980 1982 1985 1987 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
長野 77 88 88
神領 88 88 88 88 16 12
日根野 90 108 108 126 126 126 126 126 126 39
出雲 45 81 63 63 63 63 63 63 57 62
福知山 40  
381系