岡山近郊の山陽本線和気駅 - 糸崎駅間、伯備線岡山駅 - 新見駅間、赤穂線播州赤穂駅以西、宇野線全線、本四備讃線児島駅以北で普通列車として運用されているが、3両編成は原則として山陽本線・赤穂線のみで運用される。本系列の転用により、岡山電車区電車センターの103系の全編成と105系の一部が置き換えられ、転属や廃車が発生したが、103系は宇野線などの朝のラッシュ対策などで阪和線などから転入した車両によりすぐに運用が復活した。また、2009年3月14日のダイヤ改正では「サンライナー」三原行き (2725M) にも運用されていた。2両編成は、伯備線、赤穂線、宇野線での運用が多い。
車体は、117系100番台と211系との折衷的な構成となっている。つまり、211系と同様のステンレス製軽量車体ながら、側面は117系100番台と同様の全長 20 m の車体に片側2か所の両開扉と、戸袋部を除いて2枚1組の一段下降式ユニット窓が並ぶ（中間車の場合「21D122221D12」、Dはドア、1は戸袋窓）という窓割り・ドア配置であり、さらに前面は211系に準じたFRP 製のマスクを採用する。ただし国鉄時代に投入された211系と違い、客室からの展望に配慮して、前面窓は助士席側と貫通扉の窓が下方に拡大され、このデザインは民営化後の新型車両（JR東海製造の211系、719系、6000系）にも引き継がれた。列車種別表示器は、415系1500番台と同様の、天地寸法の小さいタイプである。座席は転換クロスシート（先頭車運転台後部戸袋窓部（1・2位）およびクハ212形3位側戸袋窓部は、固定クロスシート）である。
国鉄として最後の新規系列車両であり、国鉄時代に岡山地区向けに製造された0番台と、国鉄民営化後にJR東海が関西本線名古屋地区向けに製造した5000番台が存在する。
ウォレスは一度、短い間ダーウィンにあったことがあり文通相手の一人となっていた。ダーウィンは彼からの情報を自分の理論の補強に用いていた。ウォレスのダーウィン宛の最初の手紙は失われているが、ウォレスは自分宛の手紙を慎重に保存していた。1857年5月1日の最初の手紙では1855年のサラワク論文と10月10日付のウォレスの手紙にコメントしていた。ダーウィンは二人が類似した結論に達していること、自分の説は発表まであと二年はかかりそうだと告げていた。1857年12月22日付の第二の手紙でダーウィンは生物の分布についてウォレスが理論を作ったことがどれほど嬉しいかを述べ、「熟慮がなければ素晴らしいオリジナルな観察もありません」と付け加えると同時に「私はあなたよりずっと先に進んでいると思います」と述べた。ウォレスはこの問題のダーウィンの意見を信じ、1858年2月に書いた小論『変種がもとの型から限りなく遠ざかる傾向について』を同封し、ダーウィンがそれをチェックして価値があると思われたらライエルに渡して欲しいと頼んだ。ダーウィンは1858年6月18日にその原稿を受け取った。ウォレスの小論はダーウィンの用語「自然選択」を使用しなかったが、環境圧力によってある種は近縁種から異なっていくという進化のメカニズムはほとんど同じものであった。ダーウィンは原稿をライエルに送り、手紙を添えてこう述べた。「これほどの偶然の一致をみたことがありません。もしウォレスが私の1842年の概要を持っていたとしても、これより良い要約を作ることができなかったでしょう！彼の用語さえ私の章の見出しにあります......彼は私に公表して欲しいとは言わないけれど、しかし、もちろん私はすぐに手紙を書いてどんな雑誌にでも発表すると言うつもりです」ダーウィンは息子の病気で困憊しており、この問題をライエルとフッカーに委ねた。彼らはウォレスの論文をダーウィンの先取権を示す未発表の著作と一緒に共同発表することに決めた。ウォレスの原稿は1858年7月1日のロンドン・リンネ学会で、1847年にダーウィンがフッカーに個人的に明かした小論と1857年にエイサ・グレイに宛てて書いた手紙とともに発表された。ウォレスは後にこの処置を知らされたが、満足して受け入れた。彼は軽んじられたり無視されていなかった。ダーウィンの社会的、科学的地位はウォレスより遥かに高く、ダーウィンなしで進化に関するウォレスの意見がまじめに採り上げられることはありそうになかった。ライエルとフッカーの処置はウォレスを共同発見者の地位に引き上げただけでなく、ウォレスをイギリス科学界の最高レベルの一員とした。この発表の直後の反応は薄かった。翌1859年3月にリンネ学会の会長は前年には何の大発見もなかったと述べた。しかし同年11月の『種の起源』の出版によって重要性は明らかとなった。ウォレスはイギリスに帰国しダーウィンと会った。彼らは生涯友人でありつづけた。この二人の関係は長い間幾人かの研究家によって疑われてきた。1980年代には二つの本が、ダーウィンがカギとなるアイディアをウォレスから盗んで理論を完成させたと主張した。この主張は多くの研究者によって検討され、信用できないと結論づけられた。種の起源の出版後、ウォレスはそのもっとも忠実な支持者の一人となった。ダーウィンは『種の起源』でミツバチの六角形の巣がどのようにして自然選択で進化しうるかを論じたが、ダブリン大学の地質学教授はこれを鋭く批判した。1863年にウォレスはこの批判に厳しく反論する短い論文を書きダーウィンを喜ばせた。1867年にはアーガイル公ジョージ・キャンベルによって書かれた自然選択説批判に反論した。1870年のイギリス学術会議の会合の後、ダーウィンに「博物学をよく知っている反対者はおらず、我々がしたような良い議論も行われていない」と不平を漏らした。