電灯・電力供給を追加した1909年9月の定款改正の際、他にも娯楽機関の経営および土地家屋の賃貸営業についても定款に盛り込まれていた。この方面の事業が本格化するのは第一次世界大戦後で、九州電気軌道は土地事業を目的として1919年（大正8年）12月30日に資本金600万円で新会社九州土地信託株式会社を設立、20万坪に及ぶ土地を譲渡して不動産経営に当たらせた。1922年（大正11年）2月、九州土地信託は九州土地株式会社へ社名を変更する。同社は引き続き土地販売や貸地・貸家経営を営むが、1932年（昭和7年）9月24日付で九州電気軌道に合併され、不動産経営は九州電気軌道直営に戻された。これとは別に、九州電気軌道は1930年11月に小倉市鋳物師町・平松町地先の公有水面埋立に関する免許を元社長松方幸次郎と松方が経営する川崎造船所から無償で譲り受けた。埋立て面積は46万坪に及び、まず一部を先行して埋立て小倉発電所を建設し、発電所から廃棄される炭滓を利用して埋立てを推進した。1933年（昭和8年）10月、九州電気軌道は埋立て事業とあわせて不動産経営を再分離し、資本金500万円で九州土地興業株式会社を設立した。移管された不動産は土地73万坪、家屋460棟であった。埋立て事業はその後1942年（昭和17年）4月に竣工し、埋立地は小倉市東港町と命名された。完成した埋立地は順次売却され、小倉油脂・九州特殊鋼・九州精米などの工場が進出している。なお1940年（昭和15年）1月に九州電気軌道が配電事業を九州水力電気に譲渡した際、九州土地興業の株式も折半され半数を九州水力電気が引き受けたが、同社の九州配電統合決定に伴い翌1941年（昭和16年）12月にこの株式は九州電気軌道に返却された。九州電気軌道が建設した娯楽施設には到津遊園がある。到津遊園は軌道線沿線社有地を開発して1932年7月31日に開園。翌1933年10月1日には遊園の隣接地を開拓して動物園を設置し、さらに1935年には子供向け遊技場を新設、1936年には浴場・娯楽室・食堂などを備える子供ホールを開設するなど施設を拡張していった。
1909年から翌年にかけて大阪電灯・小倉電灯・八幡電灯の3社を統合した際に引き継いだ門司・小倉・八幡の各発電所は、発生電力の周波数がそれぞれ異なっていた（門司は125ヘルツ、小倉は60または100ヘルツ、八幡は不詳）。1911年5月に発電を集約すべく大門発電所が建設された際、周波数は50ヘルツ（三相交流）が採用された。50ヘルツが選択された理由は明らかでない。その後九州水力電気が女子畑発電所を建設する際、当時九州では60ヘルツを採用する事業者が多かった（福岡市の九州電灯鉄道、熊本の熊本電気など）にもかかわらず、北九州に送電するという理由で同社は九州電気軌道と同じ50ヘルツを選択した。このことで北九州・筑豊地方には50ヘルツの電力圏が形成された。50ヘルツ電力圏はその後長く残存しており、九州の電力圏の過半を占める60ヘルツ圏への統一（周波数の切り替え）は太平洋戦争終戦後まで実現しなかった。九州電気軌道に関連するところでは、小倉発電所2号機が日本発送電時代の1951年3月に60ヘルツ化転換工事が竣工、九州電力発足後の1955年に小倉発電所1号機も続いて転換工事が竣工した。大門発電所は60ヘルツ転換される前に廃止されている。
本形式はキハ41000形同様に動力伝達方式が機械式と呼ばれる、自動車のマニュアルトランスミッションと同様の手動変速方式で、総括制御ができない構造であったため、大都市近郊の路線で1両で頻繁運行するのが原則であった。ラッシュ時などに連結運転を行う必要がある場合は、各車両に運転士が乗車し、先頭車の運転士がブザーにより後方の車両へ合図を送り、後方の車両の運転士はその合図に従って運転操作を行う協調運転を行っていた。この協調運転は大阪市の西成線（現在の桜島線）などの路線で実施され、戦後も千葉県など一部で行われた。機関はキハ41000形搭載の鉄道省と日本国内のエンジンメーカー各社が共同で開発したGMF13形6気筒エンジンをベースに、気筒数を増やして直列8気筒とした「GMH17」（水冷4ストローク縦型、サイドバルブ、排気量16.98リットル）ガソリン機関で、連続定格出力150PS/1500rpm、最大出力200PS/2000rpmであった。垂直シリンダエンジンの床下搭載という制約からくるストロークの限界と、GMF13がボア拡大できる余地が（ブロックの摩耗時ボーリング再生を配慮した気筒間肉厚マージンの大きさを考慮しても）十分なものではなかったことから、GMF13のボア・ストローク拡大ではなく、130mm×160mmのボア・ストローク比はそのままに気筒数を追加する、比較的技術のハードルが低い手段を採ったものである。ヘッド部分はGMF13が3気筒ずつ分割の2ブロック構成であったのに対し、GMH17では4気筒ずつ分割の2ブロック構成とした。点火時期調整については、GMF13では遠心力制御による機械式ガバナを用いたのに対し、GMH17は出力増大を考慮して吸気負圧制御をも併用した機械・真空式ガバナに進歩した。キャブレターは排気量増大に見合った大容量キャブレターが作れず、日本気化器（現・ニッキ）製のGMF13用ストロンバーグ型アップドラフト・キャブレター「トキハUT-5」の同型品を2基装備したツイン・キャブレター方式で対処している。なお、国産機関の採用は、ウォーケシャ6RBなどの輸入機関を使用する例が多かった江若をはじめとした私鉄向け大型気動車群や外地向け気動車群とは一線を画していた。円錐式クラッチ板、4段の変速機(D211)はキハ41000形と同一であったが、台車に装架される逆転機については、歯車比を3.489から2.976に変更して高速運転に対応したD208を別途設計している。台車はキハ41000形の軸バネ式の菱枠台車TR26をベースに、約7tの重量増加に対応して下揺枕を設けて枕バネ構成を変更、車軸を10t短軸とし、ホイールベースを1800mmから2000mmに拡大したTR29を採用した。TR26・29系台車はその軸距の短さとバネ構成から、高速運転時にピッチング現象が発生しやすいという問題があったが、当時の国鉄車両用台車としては珍しく走行抵抗軽減を目的としてスウェーデンのSKF社製品を元に日本精工(NSK)などで国産化した複列テーパー（円錐）ローラーベアリングを軸受に採用し、軽量化に特に留意した構造と共に、日本車輌の私鉄向け気動車の設計を元にした先進的なコンセプトの下で設計された台車であった。キハ41000形と比してより高性能な、幹線での運用をも可能とする走行性能が与えられていたが、ブレーキシステムは軽量化のためにキハ41000形と同じ、直通・自動両用型のGPSブレーキがそのまま継承され、前述の機械式変速機とあわせて、長大編成での運用は考慮されていなかった。