台車には国鉄が新規に開発した軽量ボルスタレス台車を採用している 。軸箱支持方式は円錐積層ゴム方式で、軸箱の両側に高さを変えて取付けられている。動力台車はDT50形、付随台車はTR235形と称する。台車枠は側梁をストレート、横梁にはシームレスパイプを採用するなど構造を大幅に簡素化したものとした。また、軸箱方式と合わせて構成部品数を少なくし、保守性の向上を図っており、合わせて軽量化と新製コストの低減を実現している。この結果、従来の台車よりも1台車あたりの重量は約1.5t軽量化されている。基礎ブレーキ装置は動力台車は片押し式踏面ブレーキ、付随台車は片押し踏面併用ディスクブレーキ方式を採用した。この軽量ボルスタレス台車は以降、203系100番台（DT50A形・TR235A形）、211系（DT50B形・TR235B形）、415系1500番台（DT50C・TR235C形）、117系100・200番台（DT50C形・TR235B形）など、同時期に製造される国鉄車両に続々と採用が進められた。その後、昭和60年度第1次債務車（山手線クハ205-32 - クハ204-32以降）からは軸受形状を片つば式密封ころ軸受から両つば式密封ころ軸受に変更し、合わせて動力台車の駆動装置の歯車潤滑方式の変更などが実施され、形式はDT50D形、TR235D形に改められた。なお、分割民営化後に製作されたJR西日本向け1000番台とJR東日本向けサハ204形では異なる台車が使用されており、これらは後述する。
本系列の主電動機はMT61形と呼称する近郊形の713系向けに開発された直巻整流子電動機を使用している。1時間定格出力こそ従来標準電動機とされてきたMT54形と同じ120 kWであるが、設計の見直しにより低回転域でのトルクをより向上させた一方で、弱めた際の界磁率を 35 % まで拡大して高速性能を確保している。1時間定格速度は 39.0 km/h、1時間定格牽引力は1ユニットあたり 8,870 kg である。この電動機と軽量ステンレス構造車体の採用により、地下鉄乗り入れ用の203系と同じ歯数比 6.07 とされたにもかかわらず、高定格回転数仕様の主電動機を搭載し歯数比5.60と高速仕様の201系と比較してほぼ同等の起動加速度・高速特性を確保している。本系列の 6M4T 車（京浜東北線用）における起動加速度は 2.4 km/h/sとなっている。1988年度までに投入された車両については201系並みの高音を唸らせる、いわゆる外扇形モーターで、翌1989年度の埼京線向け以降に増備したグループでは騒音源となる冷却ファン構造を変更し、高速域でも静かな走行音を実現した内扇形モーターに移行している。同線で運用されていた103系の騒音が大宮駅 - 赤羽駅間で併走する新幹線よりも大きかったこともあり、騒音対策のため静かな車両が望まれていたことが伺える。これ以降、京葉線や武蔵野線向けの車両にも波及していった。車両検査時に内扇形モーター車が外扇形へ換装される、またはその逆のケースがあるが、両者は機能的には同一で、互換性を有している。
1951年の初めには、横須賀線と同時に京阪神緩行線にも70系が投入された。当初はモハ70だけの投入であり、横須賀線とはジャンパ栓が違うことから100番台に区分されたほか、塗色も他形式に合わせてぶどう色1色であった。こうして、京阪神緩行線所属車両の大半が3扉車となったことから、1951年から1952年にかけて宮原電車区・明石電車区所属の3扉車について、一部の車両を除いて70系と同様のクロスシートの整備、復活が行なわれた。整備に際し、モハ51001 - 51026については、ギア比を変更して、元からの大鉄所属車と性能を合わせている。その後、1953年の形式称号改正の際にはこれらのクロスシート車はすべて51系に編入されたが、モハ54やクハ68のように、オリジナルの車両より他形式からの改造車のほうが多いといった形式も発生している。また、1951年11月に白帯車の運行が廃止されると、旧白帯車の運転台側を2等室として仮整備して運行する一方、関東に転出していたクロハ69001、002を明石に呼び帰し、併せて旧クロハ69のクハ55ともども、戦前並みに復元する工事を実施した。この復元工事では単に復元するだけでなく、内装を当時の花形であった特別二等車に合わせてローズグレーの塗りつぶしにしたほか、シートはさすがに戦前同様固定クロスとロングのセミクロスシートであったものの、モケット地もエンジ色として、室内灯のカバーも特別二等車と同じ物を取り付け、後に蛍光灯が実用化されると真っ先に導入されるなど、当時の担当者が「電車の特ロ（特別二等車の略称）」と自負するくらいの凝った内装である。当時新製中だったサロ85・サロ75と比べても遜色ないほどになった。これらの工事が終了した1953年ごろには、車両面での復興もなしとげただけでなく、多くの面で戦前のレベルを超えたものになっていた。戦前とは違い、3扉クロスシート車で揃えられた編成は（ごく一部に72系やクハ55を組み込んだ編成があったにしても）他線では見られない魅力をもつものであり、「西の京阪神緩行線、東の横須賀線」として多くの鉄道愛好者にもてはやされた。その中でも白眉とでも言うべきクロハ69組み込み編成は、西明石側からクハ68（後にクハ76）+モハ70+モハ70+クロハ69の4両で編成され、ラッシュ時には京都側に2両を増結し、6両編成で運行された。また、クロハを組み込まない編成は3 - 4両で組成された。その後も70系の増備は続き、1954年末からはクハ76も登場、ぶどう色一色で登場したため、「茶坊主」の愛称が付いた。クハ76の配備両数は少なかったことから、基本編成の両端がクハ76という編成はなかったが、基本編成と付属編成の両端の車両がクハ76であったときは、意外な編成美を見せたものである。70系は1957年まで増備され、全金属車の300番台こそ入らなかったものの、合計65両が京阪神緩行線に新製投入され、投入当時のコンセプトどおりの活躍を見せた。また、1956年3月には高槻電車区が開設され、宮原電車区所属の各駅停車用車両が転属している。