被广泛用于牵引由20系客车组成的急行列车。1976年，“银河号”列车使用20系客车代替了原来的，仍采用EF58型电力机车牵引，至1980年10月才更换为EF65型1000番台电力机车。1970年代后期，EF58型电力机车亦担当“天之川号”急行列车（上野—秋田）在上野至新潟间的牵引任务，至1980年被EF64型1000番台电力机车取代。1982年11月，因东北新干线分流了部分在来线客流，“新星号”列车（上野—仙台）停运之后，EF58型电力机车亦不再牵引定期卧铺列车。
运用末期.197