系投入服务，以「朱鹭号」的名义行驶上野至新潟的特急列车班次。1965年起，日本国铁决定把151系和161系列车改造，并把这两个衍生型号与181系统一。此后新制列车均採用181系的设计，而日后特急列车的发展也以此系列为基础。1982年11月15日因上越新干线通车的时刻改点，朱鹭号改为新干线，原本用于朱鹭号的181系退出定期班次列车，做为备用车辆，到国铁分割民营化的前一年（1986年）报废，仅改造为481系500番台的两辆由JR九州接收，但也于1991年及1993年报废。
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