改进，包括：小时功率提高至2300千瓦；硅整流器采用新标准硅二极管，减少了二极管的数量；改用弹簧升弓的PS101型受电弓，取代了空气升弓的PS100A型受电弓；针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