对北陆地方的冬季降雪，改良了除雪式排障器；前照灯采用两盏150瓦的，取代了之前使用的单灯式白炽灯。此外，19～21号机车率先安装了改良型机车的电气设备，但车体外观仍然和其他早期型机车相同。
1000番台.1968年，为了提高寝台旅客列车（蓝色列车）的旅行速度，日本国铁对所有20系客车进行制动系统改造，通过对原本的AS空气制动机加装电空阀、中继阀等电控装置改造为AREB电空制动机，实现列车制动系统的电控化，使列车最高运行速度由95公里/小时提高至110公里/小时。1968年10月1日