機器の構造が単純で保守の容易な500形の置き換えは他車に比べ後回しとされた。そのため、事故廃車の2両を除く13両は21世紀に入るまで揃って運用を続けた。しかし新造から50年が近づき老朽化が進んだことから、2002年（平成14年）の1000形ユートラム就役開始以降、これら新造車との置き換えにより本形式の淘汰が開始された。1000形が投入された2002年には506・510が、翌2003年（平成15年）には515が、2005年には502・503、2007年（平成19年）には7000形ユートラムIIの導入が開始されたため509・514、2008年（平成20年）には513がそれぞれ廃車となり、504・507は2019年2月28日の運用をもって引退した。そのため、本形式は後述する芝刈り電車に転用された512を除く501のみが旅客営業に使用されている。
本形式はその新造以来、長らく鹿児島市電の主力車として重用された。その間、鹿児島市交通局の営業政策の転換や社会情勢の変化により、2回に渡って大規模な改造工事が実施されている。
501 - 506の6両については集電装置として、当時標準であったビューゲルを車体屋根中央に設置して竣工している。これに対し、以後の507 - 515については片方の台車の心皿中心直上に中心が来る位置に、鹿児島市電としては初採用となる菱枠パンタグラフを搭載して竣工している。
モデルとなった東京都電7000形では、本形式設計の時点で既にプレス材溶接構造の局形式D-20系へ移行していたが、本形式では7000形初期車が装着した局形式D-18と同様に一体鋳鋼製台車枠を備える住友金属工業FS-67を装着する。これは側枠中央から吊りリンクで揺れ枕を吊り下げてコイルばねによる枕ばねで車体を支持し、さらに各1組のコイルばねとペデスタルと呼ばれる摺動部品で軸箱を支持・案内する簡素な設計の軸ばね式台車である。軸距は1,400mm、車輪径は660mmで、D-18・D-20と同値となっている。
東洋電機製造DB1-K4直接制御器を搭載する。DB1-Kシリーズは元々イギリスのデッカー・ワークスによって開発され、東洋電機製造がライセンス生産していた機種で、後に三菱電機によってピンアサインなど各部仕様をデッドコピーされた機種がKR-8として大量生産されるという経緯をたどり、結果的に日本の路面電車における事実上の標準制御器のルーツとなった。そのため、操作や動作は模倣品であり、鹿児島市の他形式で採用されているKR-8やその互換品である日立製作所DR-BC-447と何ら相違はない。
設計当時、日本の路面電車で標準的に採用されていた標準軌間用電動機の一つであるSS-50を第2・第3軸に1基ずつ吊り掛け式で装架する。歯数比は59:14である。
2004年4月25日に行われたPRIDE GP 2004 開幕戦にて、6試合目終了時に場内アナウンスが鳴り響き、『K-1王者マーク・ハント、PRIDE参戦！』というニュースが大型スクリーンに映し出されて大歓声が沸き起こるとハントが入場花道から登場。リングに上がるとマイクで、「私はK-1で王者になったので、次はMMAの王者を目指します。男なら頂点を目指さなければならない。だから私はPRIDEで戦いたい。」と語った。2004年6月20日、総合格闘技デビュー戦をPRIDE GP 2004 2nd ROUNDにて吉田秀彦と対戦。腕ひしぎ十字固めにて一本負けとなった。なお、勝利した吉田はハントの打撃と力により左肩を亜脱臼しているが、引退後にド自身のキュメンタリー番組「勝負の瞬間(とき)」（BS朝日）にて、その後の低迷は「マーク・ハントに肩を壊されたことがきっかけだった」と語っている。2004年10月31日、PRIDE.28でダン・ボビッシュと対戦し、1RTKO勝利。ボビッシュはグラウンド状態でハントの頭部を何度も膝蹴りした事によって膝を壊してしまい、手術を受けた。2004年12月31日、『PRIDE 男祭り 2004 -SADAME-』にて、桜庭和志欠場による緊急代役でPRIDEミドル級王者のヴァンダレイ・シウバと対戦。激闘を制し2-1の判定勝ちを収めた。2005年12月31日、『PRIDE 男祭り 2005 頂 -ITADAKI-』で、ミルコ・クロコップとのK-1出身選手同士というストライカー対決が実現。2-1の判定勝ちを収め、K-1時代のリベンジを果たした。2006年2月26日、PRIDE.31で西島洋介と対戦し、3RTKO勝ち。2006年5月5日、『PRIDE 無差別級グランプリ 2006 開幕戦』で高阪剛と対戦し、引退をかけた高阪に対し壮絶な殴り合いの末、TKO勝利。GPベスト8に進出した。2006年7月1日、『PRIDE 無差別級グランプリ 2006 2nd ROUND』ではジョシュ・バーネットと対戦し、1ラウンド2分2秒、チキンウィングアームロックで一本負け。2006年12月31日、『PRIDE 男祭り 2006』でエメリヤーエンコ・ヒョードルとPRIDEヘビー級タイトルマッチで対戦。ヒョードルから上のポジションを取りアームロックをしかけるなどグラウンドでヒョードルを支配し続けたが、最後はチキンウィングアームロックで一本負けを喫し王座獲得に失敗した。2007年11月25日、プロレス興行ハッスルのハッスルマニア2007に登場。モンスター軍の2人をサモアンフックで倒し、すかさずキンターマンが3カウントを奪い取った。2008年4月13日、K-1 WORLD GP 2008 IN YOKOHAMAで2003年以来、5年ぶりにK-1に1試合のみ復帰。ハントはすでに総合格闘技の世界に身を投じており、立ち技ではなく総合格闘技一本で戦うことを希望していたが、DREAM・K-1を主催するFEGとの契約条件により、世界ランク1位のスーパーヘビー級王者・セミー・シュルトとK-1スーパーヘビー級タイトルマッチで対戦。1Rの終了間際にシュルトの右後ろ回し蹴りを腹部に受けてダウン。膝立ちの状態まで起き上がるが、そのまま10カウントを迎えて人生初のKO負けを喫した。