本系列は、東京と大阪の両地区で使用されたため、戦時改造の方針は異なる。東京地区では、二等車の格下げや、クロスシート車のロングシート化、座席削減であったが、大阪地区では、4扉改造を施された42系の高速台車との振替えを行い、高速台車に換装されたモハ40, 41の両形式をモハ51形に編入するという、複雑な計画となった。これらの改造は、戦時輸送のための輸送力増大への対応が目的であったが、戦争の激化とそれに伴う資材不足により当初計画されていた全車に改造工事を施工することはできなかった。
車内の通風改善を目的として、軽合金製の客用扉の窓下に鎧戸を設けたもので、1935年製の40068が該当する。また、クハ55形では1940年製の55081, 55082に天井ファンが設けられていた。試験結果は詳らかでないが、1956年および翌年にかけて実施された更新修繕IIで撤去されてしまった。
1936年（昭和11年）および1939年に8両（67001 - 67008）が製造された片運転台式の三等荷物合造制御車で、1936年製の2両は常磐線の松戸電化開業用、1939年製の6両は赤羽線、総武線、横浜線で使用された。荷物室を運転台の後位に設置した関係で、前面は非貫通の3枚窓となり、客室部の側面窓は幅800mmの窓が1枚多い6枚で、荷物室には幅1200mmの両開き式の引戸が2か所設けられている。側面窓配置は、d1D（荷）1D（荷）1D6D2という変則的なものとなっている。1939年製の6両は、荷物室の荷重を減らして客室面積を拡大したクハニ76形として計画されたが、結局は1936年製とほぼ同様な車体を持つクハニ67形の増備となった経緯がある。
1940年から1943年（昭和18年）にかけて126両（60001 - 60126）が製造された片運転台式の三等制御電動車である。モハ41形の電動機出力増強形で、クモハ41形が出力100kWのMT15であるのに対し、本形式は出力124kWのMT30を装備している。また、戦争が激化していく中で増備が行われたことから、電装品の調達が間に合わず、一部の車両（60001 - 60005, 60112, 60113, 60115, 60116, 60118 - 60125）は電動機や制御器などの電装品を装備しない付随車代用で就役している。投入先は、60001 - 60025, 60042 - 60089, 60112 - 60126が東京地区、残りの60026 - 60041, 60090 - 60111が大阪地区である。
1933年から1941年（昭和16年）にかけて47両（57001 - 57047）が製造された、運転台を持たない三等付随車で、全車が東京地区に投入された。
1932年から1943年（昭和18年）にかけて96両（55001 - 55096）が製造された、片運転台式の三等制御車である。最初の19両（55001 - 55019）は大阪地区向けで、1934年（昭和9年）および1935年（昭和10年）に東京地区向けに製造された11両は、モハ40形と同様の理由で55100 - 55110に区分されていたが、1936年4月に大阪地区向けの続番（55020 - 55030）に改番された。増備は、1938年製の55062までは東京地区向けであったが、同年製の55063, 55064と1940年製の55065 - 55082、1941年製の55083 - 55085は大阪地区に投入された。
ゴリータ・バレーは19世紀後半から20世紀前半にかけて傑出したレモンの生産地域となり、土地の大半は農業に使われていた。これに加えて特にエルウッド・メサなど幾つかの地域で石油と天然ガスの開発が行われた。1920年代飛行術の開拓者達が農業のために沈泥を置いていたゴリータ湿地の一部を使って離着陸の練習を始めた。元は干潟だったこの土地の権利は不明だった。1940年からサンタバーバラ市の開発推進者達がロビー活動を行い、連邦予算を獲得し、ゴリータ湿地に公式に空港を開発する債権を発行した。1942年に日本の潜水艦が沖に現れてエルウッド油田を砲撃した時に、空港あるいは少なくとも軍事用航空基地の必要性が明白になった。これは第二次世界大戦中にアメリカ合衆国への直接砲撃の一つとなった。海兵隊が空港完成のための工事を引き受け、現在カリフォルニア大学サンタバーバラ校のキャンパスとなっている場所には兵舎を建てた。戦後、ゴリータ・バレー住民はカチュマ湖の建設を支持し、これで家屋建設ブームを可能にする上水を供給し、この地域には研究や航空産業の会社ができた。1954年、カリフォルニア大学サンタバーバラ校が元海兵隊基地の一部に移転した。航空宇宙産業の発展と共に、この町は農業中心の社会からハイテク産業の町に変わった。ゴリータは現在ハイテク産業の中心地と隣接するサンタバーバラ市のベッドタウンの役割を続けている。