EF80型电力机车主要担当上野至水户间普通旅客列车的牵引任务，替代了原本使用的C62型蒸汽机车，而水户以北路段则仍然使用蒸汽机车牵引。1963年5月1日，常磐线高萩至平区段完成交流电气化，EF80型电力机车的牵引区段延长至平，广泛运用于牵引包括“夕鹤号”卧铺特急、“十和田号”夜行急行在内的各种旅客列车及货物列车。此外，EF80型电力机车亦曾经在东北本线运用，担当上野至黑矶间的临时旅客列车，或至郡山间直通货物列车的牵引任务。1962年至1965年间，田端机关区所属的部分EF80型电力机车入助。1966年至