本番台机车增加3.5吨。由于函馆本线小樽至旭川间在电气化的同时也进行了线路强化改造，所以ED76型500番台机车仍可以在该区段按16吨轴重运行，而中间转向架则用于当牵引列车起动时或根据蒸汽锅炉油水消耗量而作出轴重调整。1968年，为配合函馆本线小樽至泷川间电气化开业，制造了第一批9台ED76型500番台电力机车（501～509），生产预算由昭和42年度第2次债务承担。1969年，为配合函馆本线泷川至旭川间电气化开业，制造了第二批13台ED76型500番台电力机车（510～522），生产预算由昭和43年度