1964年（昭和39年）から1970年（昭和45年）にかけて、1 - 20が日本車輌製造のみで製造された2等寝台緩急車。ナハフ21形同様に編成分割を前提とした切妻・貫通式を採用。寝台はナハネフ22形と同様の48名分だが、ナハフ21形にあった売店はない。改造車については後述。JRに継承された車両も1997年（平成9年）までに廃車され形式消滅した。
1959年（昭和34年）の「さくら」運転開始に合わせて製造開始された1人用個室・開放式合造1等寝台車。1963年（昭和38年）までに1 - 3・51 - 55の8両が製造された。前位はナロネ20形と同じ1人用個室が6室、喫煙コーナーを挟んで後位には開放式寝台を16名分設置する。乗務員室→専務車掌室・荷物保管室→乗務員室とし730 mmの窓を新設する改造が1969年（昭和44年）および1970年（昭和45年）に大船工場で施工され、原番号+100となった。九州ブルトレにのみ連結された関係から終始品川客車区配置であり、最後の連結列車であった「あさかぜ（下り）1号・（上り）2号」の24系25形客車置換えにより全室1人用個室のオロネ25形で代替され、1978年（昭和53年）に廃車・形式消滅となった。
本系列の新造車は、原則として車両番号下2桁1 - 49は日本車輌製造、51 - 99は日立製作所と、製造メーカーでの区分を実施した。しかし、日立製作所は1963年（昭和38年）の「みずほ」用増備車を最後に客車の製造を中止したためこの区分原則は崩れ、1970年（昭和45年）製造のナハネ20 350 - 364は車番の下2桁が50以降であるが、日本車輌製となった。寝台車・座席車・食堂車・その他の順に記述する。
固定編成が前提の観点から、編成の中間となる車両の連結器は噛み合わせの遊びを極力少なくした密着自動連結器とし、また車体台枠へのマウント部分に前位側に油圧式、後位側にゴム式の緩衝装置を設けることで衝撃を吸収出来る設計を採用。さらに高速運転時の横揺れ対策として、妻面の幌の上に車端ダンパも採用した。また前述の電力供給用KE2形以外にも制御・連絡回線用KE59形（19芯）、1968年のブレーキ改造後は電磁ブレーキ指令用KE72形（9芯）の各ジャンパ連結器を装備する。
電源車以外の各形式については10系で開発・実用化されたTR50形を基本としつつ、乗り心地改善のために枕バネをベローズ式空気バネへ置換えた鋼板プレス材溶接組み立てによるペデスタル式の軸バネ式台車であるTR55形を装着する。だが、同時期の特急形電車・気動車で採用された2次蛇行動を抑止するボルスタアンカーの装着は見送られた。これら電車・気動車は全てウイングバネ式台車であり、後年増備の車両はさらに軸ばねにオイルダンパーも装着した。これらを装備しない客車用台車は線路の載る地盤や道床の影響を受けやすい欠点を抱えるが、製造当初から既に電源車以外の重量が全てナ級（換算3.0両）ぎりぎりであり、後継の14系等を含めこれ以上にサスペンションに手を入れることはなかった。これに対し電源車は乗り心地に対する配慮が特に必要なく、また荷重も大きいことから、バネ定数を大きくとった枕バネを金属バネとしたTR54・54A・66の各形式を装着する。
冷凍能力12,800kcalの三菱電機製AU21形もしくは日立製作所製AU22形集中式冷房装置を各車の床下に2基搭載し、電源車から給電される電力で駆動する。なお、前者は日本車輛製の車両に、後者は日立製の車両に搭載された。
2002年にアリゾナ・ダイヤモンドバックスと契約。2007年1月にランディ・ジョンソンとの1対4のトレードで、ルイス・ビスカイーノ、ロス・オーレンドルフ、スティーブン・ジャクソンと共にニューヨーク・ヤンキースに移籍。2Aや3Aでプレーし、ロースターが拡大された9月1日にメジャー初昇格。同日のデビルレイズ戦で8回からデレク・ジーターに代わってショートの守備に入りメジャーデビュー。9月27日のデビルレイズ戦でスコット・カズミアーからメジャー初ヒットを打った。同じ試合でチームメイトのブロンソン・サルディーニャもメジャー初ヒットを打ち、ヤンキースでは27年ぶりの「2人の選手が同じ試合でメジャー初ヒット」を記録した。2008年7月31日、ジョニー・ヌニェスとの交換トレードでワシントン・ナショナルズへ移籍した。 2008年から2011年まで3年間控えとして活躍した。2011年3月28日、金銭+エリック・デービスとのトレードでサンディエゴ・パドレスへ移籍した。12月9日にテキサス・レンジャーズとマイナー契約を結んだ。2012年は24試合の出場に終わった。10月4日にFAとなった。11月21日にシカゴ・カブスとマイナー契約を結んだ。2013年は開幕ロースター入りしたが、4月19日にDFAとなる。5月10日にトレードでニューヨーク・ヤンキースに復帰。5月18日にDFAとなる。10月1日にFAとなった。12月13日に古巣・パドレスとマイナー契約を結んだ。2014年4月に解雇され、その後はメキシカンリーグのレイノサ・ブロンコスでプレー。2015年もブロンコスと再契約したが3月2日に解雇となり、6月26日にデトロイト・タイガースとマイナー契約を結ぶ。オフに自由契約となり、12月15日にマイナー契約でタイガースと再契約。