年10月1日和东海道新干线一起投入服务。0系初期只被称为「新干线电车」（），一直到东北、上越新干线的200系投入服务后，才开始被称为「0系」。而官方内部名称是「000系」，但没有对外公佈。0系初期统一以12辆编组运行，服务东海道新干线的「回声」号和「光」号班次。1969年，为了应付来年举办的世界博览会（大坂万博）中可能出现的人潮，日本国铁决定将列车延长至最长的16辆编组来提高载客量。山阳新干线开业后，0系的服务范围也跟着扩展至该线的路段。其后于1975年山阳新干线全线开业时在两线直通运行的班次上增配豪华