国鉄51系電車
51系電車（51けいでんしゃ）は、1936年（昭和11年）から1943年（昭和18年）にかけて日本国有鉄道の前身である鉄道省が製造した3扉セミクロスシートの旧形電車を便宜的に総称したものである。当初新製されたのはモハ51形、モハ54形、モハユニ61形、クハ68形、クロハ69形の5形式100両であるが、後に40系や42系からの編入改造車を多く含むようになったため、同一形式の中で車体形状や窓配置などが異なるグループが多数存在するようになった。本項では、51系の登場から終焉まで、他形式からの改造による編入も含めて、時系列的に解説する。
基本形式
車体の基本構成は、1935年に登場した半流線型の40系電車をベースとした、窓配置d1D6D6D2の3扉セミクロスシート車となっており、ロングシートの扉両側及び車端部の窓は700mm、残る扉中間部のクロスシート部分の窓は800mmとなっている。また、運転台後部の窓については、半室式運転台で登場した1936年製の車両は1位側600mm、2位側450mmであるが、全室式運転台となった1937年以降の車両は双方とも500mmとなっている。屋根上の通風器は3列で、モハユニ61形を除いて運転台は貫通式とされ、中央線に配属された車両以外は、運転台及び車両間に貫通幌が設置されている。
パンタグラフはPS11B、主電動機は100kW級のMT16、主制御器は電空カム軸制御器であるCS5をそれぞれ搭載し、歯車比は、中央線に投入された車両のみが従来車に合わせるために1:2.52としたほかは、32系・42系と同じ高速型の1:2.26で、非力だが弱め界磁時の定格回転数が比較的高い電動機を採用したことと併せて、京阪神緩行線や横須賀線における高速運転に適応させている。台車についても40系・42系と共通のTR25（DT12）を電動車に、付随車用にはTR23を使用している。
各形式の概要については以下のとおりである。
モハユニ61形
モハユニ61形は、1943年に横須賀線の郵便荷物車の増強用に汽車製造支店で3両(61001 - 61003)が製造された三等郵便荷物合造車である。車体は先に登場したモハユニ44形同様、前位より運転台、荷物室、郵便室、三等客室に区分され、郵便室には幅1,200mm、荷物室には幅1,600mmの両開きの荷扱い扉をそれぞれ設け、積載量は郵便2t、荷物3tである。合造車であることから前面非貫通となっていることもモハユニ44形と同様であるが、半流線型であり窓配置もd1D（荷物）2D（郵便）11D6D2と中央部に客用扉が設けられたことから、どちらかというとクハニ67形に近い外観になっている。なお、太平洋戦争の激化に伴い物資の調達が一層困難になったことから、前述のとおり全車が未電装で就役したが、61001のみは翌年電装された。また、雨樋も簡略化されて縦管がなく、扉部分に水切りが設けられており、車内も座席半減のロングシート車で登場した。
戦時改造
支那事変から太平洋戦争へと、戦争が長期化するにつれて鉄道も戦時体制に組み込まれていった。中でも、軍需工場で働く労働者を大量に輸送するため、乏しい資材をやり繰りして以下のような改造が実施された。
モハ42形をモハ51形に改造
モハ42形のうち10両(42001 - 42010)は4扉・低速化改造を実施する計画（5両に施工したのみで中止）だったが、残る3両(42011 - 42013)は3扉、片運転台化のうえモハ51形に改造することとなった。1944年に42012が51073に改造されたが、残りは未施工に終わった。詳細については国鉄42系電車#モハ42形の改造を参照のこと。
復元・編入改造
51系の各形式は戦時改造によってロングシート化されたほか、戦争末期には輸送力強化のため更に座席が撤去されてしまい、ついにはドアエンジンの部分しか座席が存在しない車両も登場した。終戦直後の混乱期を過ぎて復興する過程において、これらの荒廃した車両の整備、復元も徐々に進められていった（更新修繕I）。その後、1950年代になると40系改造車を含むモハ51形や旧クハ68形のクハ55形のセミクロスシートへの復元（整備）改造が実施されたほか、40系として製造され、戦時中もそのままで推移したモハ60形やクハ55形にもセミクロスシート化される車両が登場した。
この過程で阪和線に転出していた51073と郵便荷物合造車以外の全車が京阪神緩行線に集結することになり、51系は1951年から投入された70系ともども京阪神緩行線の主力車種となった。
モハ41形のモハ51形への復元
戦後も京阪神緩行線及び急電に残った42系は、1950年の80系投入に伴い横須賀線に移籍し、代わりに東京鉄道局から戦災を逃れた中央線の旧モハ51形のモハ41形23両（41056, 41058 - 41070, 41072 - 41080）が京阪神緩行線に転入した。この旧モハ51形のモハ41形に対し、1951年から1952年にかけてセミクロスシートへの復元改造を実施したほか、他のモハ51形と性能を合わせるために歯車比の変更（1:2.52→1:2.26）を行い、旧番号（51001, 51003 - 51015, 51017 - 51025）に復帰した。
モハ51形、モハ54形、クハ55形（旧クハ68形、旧クロハ69形）の復元
上記の改造と同時期に、京阪神緩行線でいったんロングシート車として整備されていたモハ51形、モハ54形とクハ55形（旧クハ68形、旧クロハ69形）について、3扉セミクロスシートへの復元改造が実施された。この改造は旧モハ40形、モハ41形のモハ51形、旧クロハ59形の旧クハ68形に対しても行われた。
これらの過程で城東・西成線や片町線で運用されていた51系出自の各形式が、京阪神緩行線に転入してセミクロスシートへ復元されている。
モハ60形、クハ55形のセミクロスシート化
上記のセミクロスシートへの復元改造と同じくして、もともと3扉ロングシート車として製造されたモハ60形、クハ55形のうち京阪神緩行線で運用されていたモハ60形21両、クハ55形31両に対してもセミクロスシート化が実施された。
この段階では、セミクロスシート化の改造（復元）を受けた車両の改番を実施しなかったことから、モハ60形やクハ55形の中にロングシート車とセミクロスシート車が混在することになった。
1953年車両形式称号規程改正に伴う変更
51系では、前述のモハ60形、クハ55形のセミクロスシート改造車をモハ54形、クハ68形の両形式に編入したため、これらの形式に大きな動きがあった。下記のようにセミクロス改造・復元の実態に応じて改番した結果、モハ54形、クハ68形の両形式はオリジナルの車両より編入された車両のほうが多くなってしまった。
モハユニ61形をモハユニ44形100番台に編入
1両だけ残存した61001を、同じ三等荷物郵便合造車のモハユニ44形に編入、44100に改番した。このときにパンタグラフを前位に移設している。
51073の3扉改造（更新修繕）
1950年に阪和線に転属した51073は、転入後しばらくの間もモハ42形そのままの姿で使用されていた。これを1953年の更新修繕で3扉セミクロスシート化するとともに、後部運転台跡を整形して乗務員扉部分に550mm幅の窓を設けた。これによって窓配置もd1D25D42D11となっている。また、同時にモーターもモハ54形と同じMT30に換装し、出力強化を図っている。更新修繕以前は2扉のモハ51形という異端車だった51073であるが、更新修繕後は3扉化されたもののモーターの出力はモハ54形並みに向上したため、従来とは違った形でモハ51形中の異端車となった。改造後も51系唯一の阪和線配属車として、後年オレンジ色に塗り替えられて、阪和形電車や同時期に出力強化改造を施されたモハ61形、1955年に登場した70系に伍して長期間阪和線で使用された。
モハ54形100番台の歯車比変更
モハ54形のうち、モハ60形から編入された100番台は、セミクロスシート化されたものの歯車比も1:2.87とモハ60形のままであった。このままでは高速運転時に主電動機に過負荷がかかることから、1954年の更新修繕時にモハ54形原型車と同じ1:2.56に変更し、同じく高速向けの歯車比を持つモハ51形やモハ70形と足並みを揃えた。
51078のモヤ4700形への改造
1958年に51078を豊川分工場で架線試験車モヤ4700に改造した。車体及び台車は新製されていたため、種車の部品が使われていたのは一部の電気機器だけである。翌年の車両称号規定改正でクモヤ93000に改番され、1960年に最高速度175km/hの当時の狭軌世界最高速度記録を達成したことで有名である。なお、種車の51078は41010からの改造であるが、戦争中の混乱のため、実車はモハ40形のトップナンバーである40001が振り代わっているという説がある。
1959年車両称号規程改正と通勤向けの改造（ - 1963年）
この改正により運転台つきの電動車は、制御電動車（記号：クモ）となったため、モハ51形がクモハ51形に、モハ54形がクモハ54形に改称された。また、従来形式は数字のみで表していたが、今回の改正からは形式記号と数字をあわせて形式とすることとされた（例：形式69→形式クロハ69）。
また、この時期から激化する通勤輸送に対応するための改造が実施された。
更新修繕の仕様増加
この頃から、雨水の流入による腐食防止のため、運転台窓や戸袋窓部分にHゴムを多用する事例が見受けられるようになり、中でも、吹田工場施工車では、運転台の窓をHゴム化した際に貫通扉の横に半球形の通風器を取り付け、Hゴム化して小型化した運転台窓とともに特徴的な前面を形作ることになった。また、半球形通風器を取り付けた車両では、その多くが運転台窓上部のルーバーを埋めたが、一部にはそのままの車両も存在した。
クモハ51形を交直流試験車493系に改造
1961年に盛岡工場においてクモハ51085, 51086の2両をそれぞれ交直流試験車のクモヤ492-1（電源車）,クモヤ493-1（電動車）に改造した。台車は空気ばねの試作台車（前者が日立製DT91、後者が近車製DT92）を履き、車体についてはクモハ492-1のパンタグラフの周辺部分は低屋根化され、高圧機器が設けられ、ヘッドライトは半埋め込み式となったが、その他の部分は種車のままで、内装も低屋根部分にファンデリアを設けた以外はそのままだった。モーター、制御装置は直流、交流50,60Hzの3電気区間すべてに入線できるよう、交流整流子電動機（前者がMT959、後者がMT960）を永久直列にて抵抗制御で使用し、直流区間では強め界磁、交流区間ではタップ制御を加えて駆動するようになっていた。界磁巻線は2つ用意されており、直流区間ではこれを直列接続することで200%強め界磁として起動、速度が上昇したところで1つの界磁巻線を切り離し、100%界磁とした。また、交流区間で抵抗制御と併用されるタップ制御は2段のみである。これらは電動機の直並列制御に代わるものとして採用されていた。さらに、発電制動時は界磁巻線の1つを他励とすることで、発電制動の安定性を向上させていた。動力伝達方式は、可撓吊り掛け式。その後1964年3月架線試験車に改造され、両車とも完全に低屋根化されてクモヤ493-1に架線観測用のドーム型の観測室、テレビカメラや照明装置が設けられたほか、車体もドアや窓が埋められるなど、外観は大きく変貌した。
地方への転出（1960年 - ）
京阪神緩行線の主力として使用されていた51系であるが、1960年代に入ると輸送力増強や新規電化区間開業に伴う京阪神緩行線への72系転入や103系新製配置に伴い、徐々に地方路線に転出していった。また、横須賀線や阪和線に配属されていた車両も、それぞれの線区の車両置き換えに伴い地方路線に転出した。地方路線への転出に際し、使用線区の状況に対応した低屋根化や便所設置などの改造が実施されたほか、勾配や短駅間距離に対応するため、静岡鉄道管理局配置車を中心に、歯車を40系と同じ低速型に交換している。
転用線区としては、仙台鉄道管理局管内の仙石線、静岡鉄道管理局管内の身延線、飯田線、長野鉄道管理局管内の大糸線、岡山鉄道管理局管内の宇野線、赤穂線、福塩線、広島鉄道管理局管内の宇部線、小野田線など、戦時中の私鉄買収路線がほとんどである。これらの他、クハ68形の一部は70系の制御車として、信越本線（新潟地区）・上越線、信越本線（長野地区）、中央西線といった地方幹線でも使用されている。
クモハユニ44100をクモハユニ64000へ改造
1961年に、大糸線で使用していたクモハユニ44100に運転台増設改造を実施して、クモハユニ64形（クモハユニ64000）に形式と番号を変更した。後位の運転室も非貫通であり、連結器も密着連結器から自動連結器に取り替えられたことから、貨車の牽引や荷物電車としての運行など、私鉄の電動貨車に近い使われ方をされた。その後、1969年の赤穂線電化開業に伴い岡山電車区に転出、吹田工場で客室部分のロングシート化と後位側運転台の貫通化改造を実施した。1977年には静岡運転所に転属、牽引車代用として使用されたが、翌1978年には飯田線に転属、ぶどう色の塗色は1981年の浜松工場での全検（9月18日出場）の際にスカ色に塗り替えられた。
なお、クモ（運転台付き動力車）ハ（普通車）ユ（郵便車）ニ（荷物車）という記号は、国鉄でもっとも長かったものの一つである。