新幹線100系電車
概要
1970年代になると、1964年の東海道新幹線開業時から運用されていた0系車両の中には経年劣化が生じ始めていた。その原因は、安全・快適な高速走行のための技術的特徴が盛り込まれた車両を、高速かつ高頻度という過酷な条件によって運行する新幹線の運行形態そのものにあった。例えば、0系車両では快適性のために気密構造を採用したが、列車同士のすれ違いやトンネルの出入りで生じる圧力ストレスの繰り返しによって、金属疲労などのために車体の気密性が保てなくなるという劣化が生じ始めた。この事態は、0系車両が初めて設計された営業用の新幹線車両であること、および、新幹線自体が高速列車を長期間運用した最初の事例でもあったことから、予期しがたいものであった。この状況に合わせ、国鉄は0系の廃車基準を製造後13年と設定した。そのため、古い0系車両が新造した0系車両によって置き換えられるという状態が数年間続いた。
この時点で新形式の投入が行われなかったのにはこれ以外にもいくつかの理由があった。例えば、国鉄の経営状況悪化や労使問題なども影響した。それに加え、車両の経年数が揃っていない編成が運用されており、既存の車両と混成・編成替えを行う場面における互換性に対して配慮された。このような経年数の不揃いな編成が生じたのは、開業以来0系の増備が続いたという導入初期特有の事情もあった。
新幹線車両に起こりうる事象が0系の運用経験からある程度把握できるようになってきたことに加え、0系の基本となるデザイン・内装が1964年の登場当初のままでもあったため、何度かマイナーチェンジを経たとはいえ、既に陳腐化の印象は否めなくなってきた。こうした背景に加え、新幹線博多開業の際に編成単位で大量増備された車両の取換準備車両が必要となることも契機となり、モデルチェンジの機運が高まった。そこで、0系の設計を改めたモデルチェンジ車の検討が1980年頃から始まった。
モデルチェンジ車として開発された本系列では0系・200系で培った技術を踏襲しつつ、主に内装・外装を中心にデザインが一新され、1985年10月から1992年までに16両編成66本の計1,056両が製造・投入された。ただし、内装や技術面で、これ以降生産される新幹線車両に搭載されることとなった設備・技術も数多い。
デザインについては、前述のように0系のイメージが陳腐化し、後発の高速鉄道であるTGVなどに比べても見劣りしていたため、新たな造形が模索された。それにあたって、国鉄車両設計事務所内に車両デザイン専門委員会が設けられ、そのメンバーには手銭正道、松本哲夫、木村一男が参画した。デザイン提案については各車両メーカーが行ない、それを車両デザイン専門委員会が検討して採用する形が採られた。また、欧米各地の鉄道で導入されていた2階建て車両を新幹線として初めて組み込み、座席数の増加やサービスの向上など新幹線の宣伝やイメージアップにつながった。
JR発足から、東海道・山陽新幹線における主力車種として活躍したが、後継車両の登場により2003年9月16日に東海道新幹線から撤退し、2012年3月16日に山陽新幹線での運用からも撤退した（#運用および#外部リンク参照）。
なお、100系の試作編成であるX0編成は0系37・38次車 よりも先に落成している。100系の最終増備編成であるG46編成より300系の量産車第1号であるJ2編成が先に落成したが、G46編成の方が先に廃車になった。
構造
老朽化した0系の置き換えを目的としており、輸送力（編成定員）・車両の製造費は現状と同等のものとし、地上設備の改良を最小限に抑えつつ、到達時間の短縮を行うことを念頭に置いている。
また、「国鉄改革の象徴」を意識して開発されており、開発目標としては「お客様第一。乗務員は二の次」が掲げられていた。
車両外観
先代である0系との最大の違いは、そのフロントマスクと2階建車両の存在である。フロントマスクは、騒音と空気抵抗の低減を図るために、鋭角にした前頭部から徐々に断面積を大きくしていく「流線型」とし、標識灯内のライト配置を0系の縦2灯から横2灯に変更して、横に細長い形に変えた。このデザインは近畿車両が提案したものが採用された。前部標識灯の際はそのまま点灯し、後部標識灯の際には赤色のフィルターが自動的に装着されて赤く点灯しているように見える。
運転台の窓と車体の段差は極力小さくなり、0系では開閉可能であった側窓も固定化することで極力平滑化された。これにより、走行抵抗を0系比70%に軽減することができた（220 km/h走行時で、0系は約120kN、100系は約80kN）。なお、試作車は前照灯に角度がついているためツリ目形状であったが、量産車は角度が小さくなっている。これらの形状から「シャークノーズ（サメ鼻）」とも呼ばれる。前照灯の間にある中央の丸い部分は、非常用の連結器が収納されている。足元はスカートで覆われ、その内部には何重ものアルミ板を重ねた排障器がある。また、空調装置の室外機は200系と同様に天井車端に一括配置された。
材質は0系と同じく1.6mm厚の耐候性鋼を主体に、屋根部分はコルゲート（波形）ステンレス鋼（0.8mm厚）を使用した一体構造となっている。構体重量は、0系より0.2t軽い10.3tである。
塗装
オリジナルの塗装は、車体は0系のクリーム10号（アイボリーホワイト）よりも明るい白3号（パールホワイト、オイスターホワイト、ピュアホワイトとも）を地色に、窓周りが青20号（ディープブルー）の塗りわけである。また、ブルー塗装の下には、ピンストライプが追加されている。
0系から地色を変更した理由は、100系が「国鉄改革の象徴」であり、0系に使われたクリーム10号よりも、白3号の方が汚れが目立つので、「車両をきちんと清掃する」との意識を職員に植え付けるためだった。
JR西日本所属のK・P編成の塗装の変更については#K・P編成を参照。
国鉄時代には「New Shinkansen」の愛称を与えられ、2階建車両（X編成8・9号車）の車体にこれを意匠した赤色のマーク（NSマーク）が標記されていた。X1編成のみ、海側は青帯と同じ大きさで、山側がそれよりも大きく描かれていた。比較検討の結果、量産車（X2 - X7編成）では、X1編成の山側と同じく若干青帯より大きい方が採用された。
1987年の分割民営化後は、代わりにJRマークが貼付された。なお、JR東海所属車については、16両G編成は落成時から1・8・15→16号車の車両番号横にJR東海のコーポレートカラーであるオレンジ色（JR西日本へ譲渡された編成は青色）の小さなJRマークが張り付けられ、分割民営化前に落成していたX編成は同様に貼り替えられた。JR西日本所属車（V編成）は初期のX編成と同様に1・15号車のトイレ区画、8号車のNSマークが標記されていた箇所にJRマークが貼付されていたが、幾分小さくなっている。
編成番号は運転台下端・先頭車乗務員扉・乗務員扉下部のスカート部分に記されるが、JR東海所有分は、1999年から運転台上端に編成番号を記載するように変更された。
客室窓
客室窓は、9000番台の（X0→）X1編成については、0系1000・2000番台と同じく小窓だった。
しかしその後量産された編成は、0系0番台と同じく2列に1つの窓である大窓となっている。大窓の採用理由は、破損すると交換が面倒であるものの、眺望が良くなる方を優先したためである。
窓の大きさは、普通車が1,660mm×610mm、グリーン車が1,870mm×610mmで、グリーン車の窓は0系0番台のそれと同じ大きさである。窓ガラスの板厚と構成を見直し、強度をアップさせている。
運転台
200系と同じく、LEDランプが横に向かって点灯するバーグラフ式の主速度計とドットマトリクス表示のキャラクタディスプレイによるモニタ支援装置を装備している。
補助速度計は、200系では右奥に配置されていたのが、本系列では主速度計と一体化して正面に配置され、LEDランプによるデジタル表示に変更されている。
モニタ支援装置は故障表示や必要な各種情報を表示するとともに機器の遠隔解放ができるだけでなく、パンタグラフや空調設備の作動状況、走行情報などが逐一、運転台から監視・制御できるようになっており、ディスプレイ自体はカラーCRTディスプレイ（1面設置。後の300系や500系などは2面設置）へと進化している。
その他にも、点検作業効率化の観点から機器の配置見直しなども行われ、保守の省力化を図っている。
また、0系に存在した乗務員用の個室が無くなった代わりとして、運転台に折りたたみ式の座席を設けている。これは、後述する普通車用の回転・リクライニングシートを、0系2000番台より前後間隔（シートピッチ）を広げたうえで、1編成（16両）辺りの普通席を従来の0系と同数配置するべく、客室スペースを増やすために行われた設計のひとつである。旧国鉄の車両設計事務所で、100系の車体・艤装の設計を担当した池田憲一郎によれば、池田が飛行機のコックピットに同乗させてもらった際、同種の席を見つけたことからヒントを得ている。
主要機器
東北・上越新幹線向けとして開発されていた200系の機構をベースにコストパフォーマンス面から改良を進めた構造となっている。
主に制御機器・主電動機の軽量化・高性能化により、0系の16両全電動車方式から16両中4両が付随車となった。モーターの高出力化により、電動車を4両減らしても0系とほぼ同等の出力（16両の編成出力：0系=11,840 kW、100系=11,040 kW）を得ることができる。
主電動機
主電動機は直流直巻式の MT202 を電動車両1両あたり4基搭載している。0系に比べて編成中の電動車数が減少すること、起動時の引張力を増大させて加速性能を向上させたことから、0系に比べて高出力（連続定格出力230kW）となった。端子電圧は625V、定格回転数は2,900rpmに増強され、重量は825kgである。構造的特徴として、他力通風方式の採用で鉄心長を増加させて出力向上を図り、H種絶縁の採用や冷却用排風覆いの簡素化で軽量化が図られるとともに、長尺ブラシを使用してブラシ摩耗代を長くし、軸受構造に第2グリース室を設けて潤滑寿命を長くして、無保守走行距離の延長を図っている点は MT201（200系）と同じである。
台車
電動車台車はDT202、付随車台車はTR7000と呼称され（いずれもJR西日本の場合は頭に「W」を付す）、0系のDT200と同じくIS式軸箱支持装置、枕バネを採用している。コスト削減のため、DT202とTR7000の台車枠は共通のものが用いられ、車輪径は910mm、輪距は2,500mm、重量は9,800 kg (DT202) 9,225 kg (TR7000) となっている。
230kn/h - 260km/hでの乗り心地向上を目指し、DT200と比較して、左右の振動の減衰に関係してくる空気ばねの横剛性は1.33倍、左右動ダンパー減衰係数も1.5倍となっている。また、踏面形状を1/40勾配から円弧踏面に変更し、軸箱の強度もDT200の2倍とすることで、フランジの磨耗を防いでいる。
ブレーキ
システムとしては200系と同様、制御応答性に優れる発電ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ方式を採用する。高速域からの減速は、抵抗器を使用したバーニアチョッパ制御による発電ブレーキを用い、制動力が不足する場合には空気ブレーキによる補足が入る。速度が25km/h以下になると、発電ブレーキから空気ブレーキに完全に切り替えられる。
新幹線で初めて設定された付随車のブレーキには、渦電流ブレーキ (ECB) を各車軸あたり2台設置する。コイルの励磁電流は、隣接するM車から供給されている。以降製造された東海道・山陽新幹線の新幹線車両のうち300系と700系の付随車に採用された。
集電装置
集電装置は0系から引き続き下枠交差型パンタグラフが採用された。PS202と呼称される。基本構造は PS200A（0系）と同一であるが、PS201（200系）と同様に集電舟（架線と接触する部分）を三元系ばね機構を採用して可動式となった微動すり板を採用したことにより架線追従性が向上し、0系に比べて離線率を20%減少させることができた。また、パンタグラフ半減に対応し、走行時に立ち上がることを防ぐためにかぎ装着部を二重ロックとしている。
当初は各電動車ユニットごと、16両編成で6基のパンタグラフを使用していたが、1991年3月の東海道新幹線のATき電化により3基に半減された。これは天井に這わせた高圧ケーブルによる特高圧引き通しを実施し、パンタグラフのないユニットへの主電動機への電力供給も可能になったためで、この方法は以降新製される新幹線全車両に採用されている。
列車無線機器・公衆電話
列車無線装置はバージョンアップされ、0系で使用していたVHFによる無線から線路のそばに敷設された漏洩同軸ケーブル (LCX) に流れた情報を先頭車（1号車）の足元に設置されたアンテナが受信して通信をやり取りする方式に変更し、東海道区間ではJR化後の1989年3月から、山陽区間では2000年3月から岡山まで、2004年3月から全線で本格運用を始めた。
回線数が増えたことから、車内公衆電話は2両に1箇所設置することが可能となった。そのための準備工事は事前に実施されていた。また、それまでの車内電話は列車内発信時にはオペレータを通し、なおかつ沿線の都市のみが通話可能エリアであったが、これにより日本全国へのダイヤル通話ができるようになった。
設備
平屋車両の場合、グリーン車は博多方車端の1か所に、普通車は各車両端の2か所に客用扉・デッキを設けた。なお食堂車として製造された168形には車端にデッキがあり、客用扉と同様の扉を持つが、業務用扉であり、乗客の乗降には供されない。また、グリーン・カフェテリア合造車として製造された148形には、東京方のデッキに客用扉と同様の扉を持つが、業務用扉であり、乗客の乗降には供されない。
便所は2両に1箇所（奇数号車の東京方）に設置されており、大便所2箇所（洋式便器1箇所+和式便器1箇所）と小便所1箇所、洗面所2箇所という構成である。
空調機器は0系同様のヒートポンプ式である集約分散式の AU83 （冷房能力25000kcal/h、暖房能力17000kcal/h）を1両あたり2基搭載とし、0系ではやや不足気味であった暖房能力の強化を図った。
内装
内装については、長時間、ゆったりと乗ってもらうため、前述した「お客様第一。乗務員は二の次」以外にも、「アットホームな車内の雰囲気」が重視されている。これは、100系の車体・艤装設計担当の池田憲一郎の意向である。開発当時の車両の車内は、無機質な樹脂製の壁や金属製のつなぎ目、ネジなどが目立ち、池田は 「列車に乗ると普段の居住空間と違う」と感じており、自宅の部屋は木材や布など柔らかい素材に囲まれていることに気づき、このことを内装設計に反映させている。
壁などは、内装の工事が容易に行えるように、布ベースのフィルムシートが貼られ、できるだけ金属色やねじを見せないようにねじ隠しがされている。フィルムシートには騒音吸収効果もあったが、一方で布ベースのシートだったためコーヒーなどをこぼされると交換が面倒という難点もあり、新幹線での採用例は100系のみとなった。
普通車の内装は、奇数号車がブルー系、偶数号車がブラウン系の配色となり、シートモケットやカーテンなどのデザインが異なっている。
平屋車両の場合、室内高さは2,100mmで、0系よりも10mm大きくなった。
普通車には直接照明が採用されているが、グリーン車と食堂車には、新幹線車両として初めて間接照明が採用された。また、グリーン車では、荷棚の下に読書灯が各席毎に設置された。
0系2000番台に引き続き、車内の窓周辺部がFRPユニットとなっており、窓下のかまちが復活している。
普通車
普通車は通路を挟んで3列+2列に座席を配置しているが、前後間隔（シートピッチ）を0系2000番台の980mmから1,040mmに広げ、リクライニング角度を、0系の17 - 22度から6 - 31度まで拡大。また、リクライニング機構の変更し、背面のテーブルを座席下部から棒で支えるタイプに変更、座席の土台の厚みを薄くすることによって、3人席においても回転・リクライニングを可能とした。
シートピッチを拡大して、回転・リクライニング可能な3人席を導入した結果、0系よりも1車両辺り5人分（16両編成では65人分）の普通席が足りなくなったが、乗務員用個室の削減および運転台の折りたたみ座席の設置、その他様々な機器を小型化することで、0系と同等の座席数を確保した。100系で採用された、普通席のシートピッチ1,040mmは、その後の東海道・山陽新幹線の標準となった。
内装にあわせて、奇数号車の座席はブルー系、偶数号車の座席はブラウン系にまとめられている。肘掛先端にはリクライニング用のレバーと灰皿（喫煙席のみ）が設置されている。
グリーン車
グリーン車は通路を挟んで2列+2列に配置している。開放式座席がほとんどであるが、X・G編成9号車には個室も設置された。
座席間の肘掛部分にオーディオサービス用機器が埋め込まれ、喫煙車の座席には端側の肘掛に灰皿が設置されている。肘掛内部にはインアームテーブルが備えられ、取り出して使用することが可能である。初期の座席には、座席背面のテーブルが設置されていないものがある。
車内サービス
ミュージックサービスとNHKラジオ第1放送の送信を始めた。普通車では手持ちのFMラジオで、グリーン車内では備え付けのイヤホンで聴くことができる。このサービスは、以降新製される東海道・山陽新幹線の16両編成の全車両に装備されている。
LED式（単色、V編成は2色）の電光掲示板が装備された。電光掲示板の上部にはデジタル式の時計、右側に次の停車駅までの距離を7セグメントで表示する装置が配され、通常走行時はLCXから送信されたニュースを表示した。X編成では当初速度表示もなされていたが後に取りやめとなっている。G32 - G50編成では電光掲示板の文字を大きくし、時計と距離表示は省略された。後者の電光掲示板は、300系では同じタイプのものが搭載され、以降のすべての新幹線車両に標準搭載されている。
この電光掲示板は、一部が0系WR（R60番台）編成に転用された。
2階建て車両
東海道新幹線の利用客は昭和51年をピークに減少傾向をたどり、列車の削減が行われる厳しい事態となっていた。そのような経緯から、新幹線100系電車は客室（サービス面）を中心としたモデルチェンジが指向された。そしてより明るく快適な新幹線として、話題性を高めイメージアップを図るべく、新幹線としてはじめて2階建て車両が組み込まれた。またコスト削減の観点から、0系の全電動車構成を改め付随車を導入することになった影響の副産物という側面もある。
基本的に階上は、車窓が良いことや乗客の通り抜けがないことからグリーン席や食堂、階下は普通車指定席、カフェテリアもしくは個室が設定された。詳細は#各編成の概要を参照。
客席部分を最大限使用するため、電動機などの機器を搭載することができず付随車となった。また、空調設備は1階機器室に搭載された室内機と屋根上の室外機を分離したセパレート方式とし、客室内には空調用のラインフローが設けられ、グリーン席にはスポット空調を採用している。
2階建て車両は、平屋車両との段差が大きくなるために空気抵抗が増加することや車体重心が高くなることから、車高はできるだけ低い方が望ましい。しかし、2階建て車両投入によるイメージアップも重要なテーマのひとつであることから床面をレール面上200mmまで下げ、屋根高さを平屋車両と比べて500mm高い位置の4490mmまで持ってくるなど、車両限界を有効利用して設計されており、それにより各階の天井高さを1945mmとし、十分な高さを確保している。V編成「グランドひかり」の場合、室内高さは、1階部分が1982mm、2階部分が1986mmとなっている。なお、車体重心をできるだけ下げるため、1階部分の車体構造が強化され、厚い鋼板が張られている。
東海道・山陽新幹線区間では、300系以降で車両軸重を11.4t以下にすることを目標に設定したことや定員の相違による互換性の面での支障、速度向上のために車両の軽量化や走行抵抗の軽減が求められた結果、2階建て車両の新造はされていない。
カフェテリア・食堂車
16両編成の中央に連結された2階建て車両のうち、8号車にはカフェテリアもしくは食堂といった供食設備がおかれた。
東京駅 - 博多駅間の長距離運用向けに製造されたX・V編成には8号車の1階に厨房・売店と通路が、見晴らしの良い2階には食堂が設置された。ちなみに現場のコックの要望で、厨房内に客室入口を映し出すTVモニターを設置している。X編成とV編成では、車両外観はほぼ同じであったが、内装は全く違っていた。
X編成に組み込まれた9000, 0番台車両では、食堂出入り階段付近に設置された、東海道・山陽本線を駆け抜けた代表列車のエッチングによる装飾が大きな特徴である。このエッチングは、元国鉄の黒岩保美が製作したものである。この中には100系もあるが、9000番台（X1編成）では小窓で描かれていた100系は、0番台（X2 - X7編成）では大窓で描かれている。
V編成に組み込まれた3000番台車両は、入り口付近の装飾や壁面に大きな飾り花が設置されたのが特徴である。1階の厨房から料理を2階に運ぶために料理用エレベータが設置された。
G編成は、グリーン席の増加と短距離運用中心のため、8号車の2階席をグリーン席にあて、1階部分にカフェテリアを設置した。山側に通路が、海側にショーケースと簡易厨房が設けられていた。製造次によって、床模様や柱の本数・デザインが異なっている。
食堂車の営業は2000年3月10日で終了したが、その後も食堂車は連結されたままだった。カフェテリアの営業は100系による定期「ひかり」運用が消滅した2003年8月22日まで続けられた。
4次車
G編成としての最初の編成であるが、X編成から連続して扱われたため4次車となっている。山陽新幹線博多開業用として増備された0系16・17次車置き換え用として、1988年2月から3月にかけて3編成48両（G1 - G3編成）が落成した。
新製時、8号車が食堂車（168形）からカフェテリア・グリーン合造車（148形）に変更された以外はX編成と同様であった。1989年1月から2月にかけて、5次車以降と個室配置を統一するための工事（1人用2室を4人用1室に変更）を実施した。それに伴い、車両番号の変更が行われている（149-7, 8, 9 → 149-101, 102, 103）。
5次車
山陽新幹線博多開業用として増備された0系16 - 20次車置き換え用として、1988年12月から1989年3月にかけて12編成192両（G4 - G15編成）が落成した。
落成時から個室配置が、1人用3室、2人用3室、3人用・4人用各1室となっている。
6・7次車
0系16 - 20次車置き換え用として、6次車として1989年4月から9月にかけて5編成80両（G16 - G20編成）が、7次車として1989年7月から1990年3月にかけて11編成176両（G21 - G31編成）が落成した。
普通車座席に足掛けとバケット形状の座席が採用され、カフェテリア通路部分のポールの本数が5本から4本に減らされている。また、東海道区間のATき電化への準備としてパンタカバー設置と特高圧引き通し準備工事が施された。
8次車
0系16 - 20次車置き換え用として、1990年4月から1991年2月にかけて10編成160両（G32 - G41編成）が落成した。
視認性を向上させるため、電光掲示板の文字の拡大と行先表示器への蛍光灯内蔵、2・3人用個室のデザイン変更が行われた。このため、電光掲示板の時計と距離表示は省略された。電光掲示板の改良は既存編成には行われていない。
9・10次車
「ひかり」運用の増加に対応するため、9次車として1991年1月から3月にかけて4編成64両（G42 - G45編成）が、10次車として1991年5月から1992年2月にかけて5編成80両（G46 - G50編成）が落成した。1992年2月26日落成のG46編成が100系の最終増備編成である、
落成時から特高圧引き通しの実施と集電装置の削減（2・6・12号車のみ搭載。）、集電装置すり板の改良（すり板幅を25mmから40mmに拡大）が行われた。既存編成には追工事の形で対応がなされた。
運用推移
1988年3月13日改正で、東京駅 – 新大阪駅間3往復の「ひかり」で運転を開始。当初は東京駅 - 新大阪駅間の「ひかり」のみ使われていたが、増備が進むにつれて運転区間が拡大した。1989年3月11日改正で広島まで、1993年3月18日改正で博多まで運転区間を拡大した。それでも、東京駅 - 博多駅間の「ひかり」はX編成やV編成などを使用していたことからG編成が使用されることは少なかったが、X編成が「こだま」へ転用された後は本数が増えた。一方では300系の増備と0系の廃車が進んだために1995年ごろから「こだま」にも充当されるようになっていた。
2003年9月16日の「ひかり309号」（東京発新大阪行き：G49編成）を最後に東海道新幹線での運用から離脱、2004年3月1日のG50編成の廃車を最後にJR東海所属のG編成は消滅した。
山陽新幹線においては、2003年9月15日の「ひかり556号」（博多発新大阪行き：G2編成）を最後に16両編成の営業運転を終了する予定であったが、2004年1月22日に代替編成として使用され、「こだま651号」（岡山発博多行き：G7編成）が最後の営業列車であった。2004年3月30日にG7編成が廃車となったことでG編成は消滅した。これによって16両編成の100系も消滅した。
1次車
1989年2月から3月にかけて2編成32両（V1・V2編成）が落成した。
V1編成が270km/h走行対応編成、V2編成は270km/h走行準備工事編成である。
2・3次車
2次車として1989年6月に1編成16両（V3編成）が、3次車として1989年12月に1編成16両（V4編成）が落成した。
4・5次車
1990年7月から12月にかけて2編成32両（V5・V6編成）が、5次車として1991年2月に1編成16両（V7編成）が落成した。
グリーン席に新たに5インチの液晶テレビが搭載される。既存編成にも追工事の形で行われている。また、大便器の構成が和式便所2か所から洋式便所1か所+和式便所1か所に改められ、洗面所の内装が変更されている。
6次車
6次車として1991年7月から12月にかけて2編成32両（V8・V9編成）が落成した。
東海道新幹線のAT饋電化完了後に落成したため、落成時から集電装置の削減（4・6・12・14号車のみ搭載で、6号車のものは予備扱い。）が行われている。
座席の種類
P1 - P3編成は当初、V編成普通車の2列+3列のものを流用していた。K編成とP4 - P12編成は登場当初から2列+2列の座席を使用していた。これには、0系「ウエストひかり」普通席仕様の座席、100系G・V編成のグリーン席、100系V編成2階建て車両1階席の4種類がある。元グリーン席についてはフットレストなどの付帯設備を取り外して普通席と同じシートピッチに配列する方法で、「ひかりレールスター」の指定席並みの座席にグレードアップした普通車として改造された。ウエストひかりからの流用車の一部（肘掛けのやや大きいもの）は肘掛内蔵テーブルが存置されている。一方、グリーン車から流用した座席では、背面テーブルのある座席は肘掛内蔵テーブルが撤去されているが、背面テーブルのない座席では肘掛内蔵テーブルが存置されている。現在は全編成が前述の2列+2列シートに交換されている。なお、座席の変更に伴う車両番号の改番は実施されていない。
元ウエストひかり普通車と元V編成DD1階席はシート自体の形が酷似しているが、シートの足の部分（箱型のものが元V編成1階席のもの、そうでないものが元ウエストひかり普通車）で区別ができる。ただし、3号車の車椅子対応の1人掛け座席は、K編成とP7 - P12編成には元V編成、それ以外の編成は元ウエストひかり用のものに車椅子固定用金具が装着された物が設置されている。モケットの色は奇数車両が赤系、偶数車両が青系に統一されている。
奇数号車
偶数号車
客室扉は、種車が2列+3列の座席配置であったため座席の配置とずれているが、車椅子対応設備が設置されている3号車新大阪方と車掌室を挿入したK編成4号車博多方の扉は車両の中心にあるため、座席とのずれはない。
お召し列車用2階建てグリーン車
お召し列車としては1986年（昭和61年）5月以降は100系が使われた。
0系時代とは違い、100系に特別な装飾が一切なされないのは、運行責任者である国鉄やJRおよび警備側が無線連絡をとることで通常の列車とお召し列車の区別がつくようになったためである。新型車両として300系や500系、700系が主流となってもすぐには切り替えず、しばらくの間は100系が使われていた。これは、100系にある個室や2階建てグリーン車の方が警備上都合が良い（1階に警備員を配置できるので同じ車両で警備することができる）ためである。100系のグリーン車がすべて消滅し、一時期は700系グリーン車が一般編成に混ざって使用されていた。2010年（平成22年）6月12日からは、N700系のグリーン車が使用され始めた。
ボルスタレス台車試験走行
100系は、300系から採用されているボルスタレス台車の試験車としても活躍した。
試作台車として製作されたDT9023A, B, C, D, E, Fの6種類が試験で使用された。
A, Bは0系用ボルスタレス試作台車のDT9022の改良版で1985年に製作された。同年に925形に搭載されて270km/h試験、翌1986年にX編成での210km/h走行試験が実施され、100系用のDT202よりも乗り心地の改善と横圧の減少が確認された。
C, Dが乗り心地の改良版で輪軸、駆動装置、軸箱支持装置をA, Bから流用している。1987年に製作され、翌1988年から100系に搭載されて営業運転で使用、30万kmの走行を行った。
E, Fは1989年に製作された300系仕様のプロトタイプであった。220 km/hでの走行試験を実施後、C, Dと同じく営業運転での30万kmの走行を行った。1991年にはV編成を使用して275km/hでの走行試験を行った。
軸箱支持方式は、主にJR東海が「円錐積層ゴム式」と「円筒積層ゴムコイルばね併用式」を、JR西日本がV編成を使用して「軸はり式」を試験走行を実施した。「円錐積層ゴムコイルばね併用式」が300系、700系（JR東海所有分）、N700系（16両編成）に、「軸はり式」が500系、700系（JR西日本所有分）、N700系（8両編成）に採用された。
車体骨組みのヒビ
2007年9月にK54編成 の鉄製骨組みやステンレス製屋根から、2009年6月にもK53編成2号車の鉄製骨組みからひびが発見されるなど、老朽化が進んでいるとみられるトラブルが発生した。
推移
1985年10月1日から、東京駅 - 博多駅間の「ひかり」1往復（X0編成）で営業運転を開始した。食堂車を組み込んだX編成が1987年まで増備され、順次運用列車が増やされた。
国鉄分割民営化後の1988年3月13日からは、食堂車に代わってカフェテリアを組み込んだG編成が、東京駅 - 新大阪駅間の「ひかり」3往復で運用を開始した。1989年3月11日からは、食堂車を含む2階建て車両を4両組み込んだV編成が、東京駅 - 博多駅間の「ひかり」4往復で運用を開始した。また、同改正からG編成が新大阪以西でも運用されるようになった。100系を「ひかり」運用に投入していくことで、0系H・NH・N編成を淘汰していった。
1992年3月14日ダイヤ改正までに16両編成66本が揃った。同改正において、300系が登場し、「ひかり」運用でも徐々に使用されているようになると、とくにG編成は「こだま」運用にシフトした。それによって東海道区間に残る0系を淘汰した。
2000年10月1日ダイヤ改正では、JR東海所有のG編成が定期「ひかり」から撤退し、臨時「ひかり」と「こだま」で運用されるようになる。また、山陽区間で「こだま」として運転されるP編成（4両編成）が登場した。P編成の当初の運用区間は姫路駅 - 博多駅間であった。
2003年8月22日の「ひかり179号」で定期「ひかり」運用から撤退した。同年9月16日の「ひかり309号」（G47編成）をもって100系は東海道新幹線から完全に撤退した。ただし、新大阪駅 - 鳥飼基地間の回送列車は2010年3月12日まで走行していた。また、2003年度中に、JR東海所有分の100系はすべて廃車になった。
2003年10月1日のダイヤ改正以降、100系の定期運用は山陽区間における「こだま」のみとなった。K編成は新大阪駅 - 博多駅間で運用されるが、P編成の運用区間が岡山駅 - 博多駅間に縮小された。
0系引退に伴う2008年12月1日のダイヤ修正以後、500系V編成の投入や「こだま」自体の減少によって一部編成に廃車が出ていたが、2011年3月12日のダイヤ改正で運用区間を岡山駅 - 博多駅間に縮小し、P編成は運用から撤退した。なお、鳥飼基地での夜間滞泊運用は2010年3月13日のダイヤ改正で消滅している。2011年12月1日にはさらに運用が縮小され、朝晩を中心に5本のみで運用された。
2012年3月14日をもって定期運用から撤退し、同月16日のさよなら運転「ひかり445号」（K55編成）をもって営業運転から撤退した。
山陽新幹線からの撤退
東海道区間では2003年9月をもって運用終了した100系だが、山陽区間においてはK編成・P編成による「こだま」運用が続けられていた。しかし、前述の走行性能差の問題があることや、経年劣化が進行していることに加え、「のぞみ」のN700系化に伴う500系の8両化改造・「こだま」転用が2008年12月から行われ、さらに2011年3月12日の山陽・九州新幹線直通列車「みずほ」「さくら」への専用車両となるN700系7000番台・8000番台投入に伴う700系7000番台による「こだま」運用への充当に伴い、運用は縮小していった。
P編成については2011年3月12日のダイヤ改正で運用離脱（上述）したが、残る100系K編成も2010年12月17日のプレスリリースで2011年度中に全廃する予定であることが発表された。2010年7月2日に、6両編成（K編成）3本を落成当時の白3号と青20号の車体塗装に復元することがJR西日本から発表された。
2011年12月16日、この発表日の次のダイヤ改正日である2012年3月17日において、300系とともに運用終了となることが発表された。
2012年3月14日のこだま766号をもって定期運用を終了し、3月16日に最終列車として臨時列車のひかり445号（岡山→博多）が運行され、100系の運用がすべて終了した。
その他
最終的に本系列として実現する0系後継車の構想は1981年ごろには既に存在し、今後の国鉄車両の方向性を示すものの一つとして各種メディアや『鉄道ファン』などの鉄道雑誌に取り上げられた。当時公表された構想図のうち、先頭部形状や塗色については大まかな概念図が主であったが、アコモデーションのそれは2階建食堂車のレイアウトやグリーン個室など、この時点で後年の実車にかなり近いものであった。また、実現しなかったものでは2階部分をフリースペースのラウンジとした案もあった。これらの案に基づいて、浜松工場では2階建て車両のモックアップが制作された。
また、V編成「グランドひかり」以外の編成による「ひかり」の通称として「スーパーひかり」が使われることがあった。この呼称は、前述の構想とは別の、300系列車およびその源流の超高速運転構想における仮称が転用されたものである。
本形式は、鉄道ファンが新幹線に興味をむけるきっかけになったという意見もある。それまで新幹線車両は0系が20年以上継続生産されており、基本的な形態の変化がなかったこと、200系もメカニズムは新規ながら外見はほぼ0系と同じであったため、新幹線電車は鉄道趣味の対象にならないという認識であったが、本形式の接客設備やスタイルが一般に注目されるものであったことから、徐々にカメラを向けるファンが増えていったという。