1955年12月から、5000系2編成が名古屋本線の特急運用に投入された。当時の名古屋本線の特急の認可営業速度は100km/hであったが、これは釣り掛け駆動の3850系や3900系を使用する設定であったため、運転士は早着にならないように気を使ったという。5000系は自重が軽く、支線区への入線も可能であったため、犬山線・常滑線・豊川線への直通列車にも使用された。1956年7月にはさらに3編成が増備され、名古屋本線特急の大半で5000系が使用されるようになった。なお、1956年10月には、モ5057において日本車輌の試作台車ND-101形の試験が行われた。5000系の投入後、名古屋本線の特急は日中でも立ち客が出る盛況となったことから、5000系特急の6両編成化が計画されることになり、1957年6月には中間車のモ5150形が増備された。モ5150形は全長が少し延長されて19mを超えたほか、台車が軸ばね式軸箱支持方式のFS315形に変更された。これは、リンク部分の傷みが激しいなどの理由で保守部門からのアルストムリンク式台車の評価が高くなかったという事情があったためである。なお、1957年に長野電鉄が発注した2000系特急電車の車体において、長野電鉄の意向により使用条件が類似している5000系を踏襲することになった事例を筆頭に、この時期に日本車輌製造東京支店が製造した「日車タイプ」と称される地方私鉄向け高性能電車は、5000系が原型となっている。
それまでの車両では、社内で乗務員や保守作業の担当者向けに作られる取扱説明書は、仕様や操作方法をB4版の用紙に記述したものを10数枚程度綴じただけのものであった。しかし、5000系の取扱説明書の作成を担当することになった白井昭は、「それでは新技術のすべてを伝えられない」と考えた。白井は当時鉄道担当の専務だった土川元夫に、「5000系は今までとは全く異なる概念の車両である」として、より詳細な説明書を作る必要性を説明した。土川はこれを認め、白井は車両構造の図解やブレーキ・電気回路などの図を作成したほか、電鉄技術動向まで本文に盛り込んだ。この結果、5000系の取扱説明書は高級紙を使用した3分冊に及ぶことになった。
補助電源装置は出力2.5kVAのCLG-326-D形電動発電機を2台装備し、電動空気圧縮機はDH-25形を採用した。集電装置は、モ5050形の屋根上でモ5000形と連結する側に設置された。
幼少よりチェロを父・平井丈一朗に、ピアノと作曲を祖父・平井康三郎に師事。米国ロチェスター大政治学科卒業。イーストマン、ピーボディ、ヤナーチェク各音楽院で指揮法を学ぶ。1992年、ワシントンの若手演奏家からなるキャピタル交響楽団を結成し音楽監督に就任し、バージニア州オークニー・スプリングスにて国際音楽祭を主宰。1995年、チェコのカルロビ・ヴァリ響を指揮し、ヨーロッパデビュー。1997年第6回フラデッツ・クラーロベ国際指揮者コンクール（チェコ）で第1位となり、チェコ・ヴィルトゥオージ室内管弦楽団の首席指揮者に就任。2000年、ヤナーチェク・フィルの定期演奏会に出演した。その後活動拠点を日本に移し、新日本フィル、日本フィル、東京フィル、東響、新星日響、東京シティ・フィル、東京ニューフィル管、東京ニューシティ管、京響、名フィル、神奈川フィル、関西フィル、札響、山形響、仙台フィルなどを指揮。2002年6月、東京都主催「フレッシュ名曲コンサート～明日のクラシック界のスター達」に出演し、NHK交響楽団をはじめとする都内8つのプロ・オーケストラからなるオール・Tokyo・シンフォニー・オーケストラを指揮する。2003年にはロンドン公演、「第12回ヤング・プラハ音楽祭」ファイナルコンサート（ドヴォルザーク・ホール）にも客演指揮した。2009年チェコ・ヴィルトゥオージ室内管弦楽団とのプラハ公演を行い、2010年11月に首席客演指揮者に就任。2011年より、国立ブルノ歌劇場モーツァルト・ホールでの定期演奏会を指揮。これまでに指揮をD.エフロン、F.プラウスニッツ、O.トゥルフリーク、サー・コリン・デイヴィスに師事。オペラ指揮者としても「椿姫」、「蝶々夫人」、「ラ・ボエーム」、「カルメン」等を指揮、新国立劇場では小劇場公演「イタリアのモーツァルト」公演（歌劇「ポントの王、ミトリダーテ」、「ルーチョ・シッラ」／03年）でデビュー、引き続き「フィガロの結婚」（オペラ劇場／05年）、「セルセ」（小劇場／06年）を指揮。2003年2月、自作オペラ｢かぐや姫｣の世界初演（めぐろパーシモンホール）では、「作曲・台本・指揮」の3役をこなし楽壇の注目を集め、その後日本各地で再演を重ねており、海外ではキャンベラ（オーストラリア／06年）、プラハの殿堂スメタナホール（チェコ／09年）で作曲者自身の指揮により上演された。2011年夏には、オーストリア・アニフ市より招聘され、「ザルツブルク音楽祭」開催中に、ザルツブルク、アニフでの両公演を行った。2008年には「第23回国民文化祭・いばらき2008」より委嘱された新作オペラ「小町百年の恋」を自ら指揮。同作品は以後、牛久市公演、東京公演（2009年）、茨城県立県民文化センター（水戸市／2010年）、石岡市公演（2011年）など、各地で再演が続いている。