本作为新干线和在来线间毋须乘换的“新在直通运转”列车，于1992年正式投入服务。山形新干线使用了奥羽本线的一段线路，其中在福岛至新庄段的桥樑、隧道和电气设备基本上沿用了原来的系统，只是在原有基础上加了一条铁轨，使之成为与新干线一样的1435mm标准轨距（所以採用7辆为一列编组），因此400系列新干线的车身宽度和在来线列车相同。同时由于列车和新干线区间的月台间产生了缝隙，400系列车的车门特别装置了上下车踏板收纳装置。为了在新干线区间与山彦号併结行驶，翼的第11号车厢车头设有自动连结器及分离装置，