昭和44年度民有車両として1018号機が、昭和44年度第2次債務で1019 - 1022号機が製造された。1018号機は新空港建設資材輸送用、1019 - 1022号機は万博輸送用・呉線電化用である。1018号機は新鶴見機関区に、1019 - 1022号機は広島機関区に配置され、万博輸送後は貨物列車用として使用された。カニ22形のパンタグラフスイッチが撤去され、一人乗務に備えてEB装置・TE装置の設置、記録式速度計 (SRD40) の追加がなされた。また、製造時から運転台前面窓と前照灯のつらら切りを備えている。
昭和43年度第5次債務で1001 - 1017号機が製造された。東海道・山陽本線の貨物増発を名目としているが、実際にはF形の代替として東北本線・上越線に投入され、F形が東海道・山陽本線の貨物増発用として転出することとなった。そのため、全機が新鶴見機関区に配置された。0番台5次車に合わせ、抵抗バーニア制御器はCS29Aであるが、界磁制御器はCS26Cに改良されている。F形での運用不具合が多かった東北本線での重連高速貨物列車の代替用として投入されたため、上越線運用では事実上必須の「つらら切り」を未装着で竣工している。
昭和40年度第2次民有で518 - 526号機が製造された。山陽本線広島 - 幡生間貨物列車完全無煙化用を名目とし、吹田第二機関区に配置された。加えて昭和40年度第2次債務で532 - 534号機が製造された。同じく山陽本線広島 - 幡生間貨物列車完全無煙化用を名目としている。雨水・塵埃防止の観点から密着自動連結器上部の復心装置にカバーが取り付けられたほか、抵抗バーニア制御器がCS25AからCS29に、532号機以降はブレーキ増圧回路が編成増圧仕様から単機増圧仕様に変更されている。
昭和39年度第5次債務で513 - 517号機が製造された。東海道本線などの貨物列車増発用を名目としている。全車が東京機関区に配置され、試運転を兼ねてP形と共に寝台特急牽引に当たった。P形・F形の2次車が登場した際に吹田第二機関区に転属している。0番台2次車と共通のCS25A抵抗バーニア制御器を搭載するが、界磁制御器はCS26Aに改良されている。
高速貨物列車牽引用として、1965年から1966年に17両 (513 - 526・532 - 534) が製造された。牽引定数1,000tの貨物列車を100km/hで牽引する必要から、P形を基本に、重連総括制御機能・空気管付き密着自動連結器・連結器の自動復心装置・編成増圧装置・電磁自動空気ブレーキへの指令機能などを追加した区分である。「F形」の呼称は、「貨物列車」を表す "freight" の頭文字に由来する。外観上、3本の空気管コックと3種の電気連結器が前面下部に設けられてホースやジャンパケーブルが装着され、さらに連結器も上部に自動復心装置を付加した空気管付き密着自動連結器であるため、スマートなP形とは一変して複雑かつ物々しい印象となった。この様に任務も装備もP形とは大きく異なるF形だが、製造に当たっては特に車番を分ける措置はとられず、P形と同じ「500番台」のくくりで連続して車番が振られた。このためP形、F形とも車番が連続していない。
昭和40年度第2次民有で527 - 531号機が製造された。山陽本線広島 - 幡生間貨物列車完全無煙化用を名目としているが、1次車と同じく全機が東京機関区に配置された。抵抗バーニア制御器がCS25AからCS29に変更されている。
昭和39年度第3次債務で501・502号機が製造された。中央線電化・増発用を名目としている。なお、501号機は500番台では唯一、1966年から1967年にかけて0番台と同じ一般塗装だった時期があり、その塗装で寝台特急を牽引していた。加えて、昭和39年度第5次債務で503 - 512号機が製造された。東海道本線増発用を名目としている。ただし、実際には寝台特急牽引用として投入されたため、全機が東京機関区に配置された。同時期製造の0番台2次車と同様、抵抗バーニア制御器はCS25Aである。
PSUでは自分専用の部屋「マイルーム」が追加された。自宅を持つというコンセプトはウルティマオンラインから存在するが、それが導入されているソフトはまだ少ない。理由としては管理が大変なのと、プログラムが難しくなること。PSUもサービス開始当初にマイルームにまつわる接続不良が異常なほど頻発した。特に問題と思われるのは「家」を建築する方法とプレイヤーに「家」を建築する場所を提供する方法だろう。本作の場合は はじめからキャラクタごとにアパートやマンションの一室のような形で付与されている。マイルームはチケットを購入すると「模様替え」して部屋のイメージを変更することができる。また、ルームアイテムと呼ばれるコレクション用のアイテム手に入れると部屋にある飾り付け用のポイントに設置することが可能である。イルミナスの野望専用ルームでは設置の自由度が上がっている。部屋の奥には「ベッド」、「ビジフォン（ゲーム内情報等を閲覧できる立体表示端末）」、同一アカウント内のキャラクター同士でアイテム交換できる「共有倉庫」、「パートナーマシナリー」（※後述）が設置されている。パートナーマシナリーは「キャラクター個人用の倉庫」と「アイテム合成」、「プレイヤーと同時に冒険する仲間」といった要素を持ち合わせている。他のプレイヤーを自分の部屋に招き入れるには あらかじめパートナーカードを交換してビジフォンから行きたいプレイヤーのルームを選択する方法が一般的である。他にショップを開いているルームを検索して見知らぬプレイヤーの部屋にお邪魔することも可能である。逆に出入り口の脇にあるタッチパネルを操作することによって他のプレイヤーの出入りを禁止することもできる。