秋田新幹線の開業に伴う田沢湖線の標準軌化に際し、普通列車用として1996年（平成8年）から1997年（平成9年）にかけて2両編成10本（20両）投入された。室内配置を大幅に変更し、ボックスタイプのクロスシートを1両に4か所千鳥状に配置する。この5000番台に限って両開き扉間の4枚の窓のうち中間2枚が大型の1段下降窓である。客用扉のステップはない。トイレはクハ700形の後方に設置する。秋田新幹線開業と同時にJR東日本管内の快速・普通列車が全面禁煙となったため、このグループ以降は当初から灰皿が設置されていない。外観では尾灯が当番台からは窓上のブラックフェイス部に角型が設置されており、後述の5500番台を含む標準軌仕様車の特徴となっている。パンタグラフはシングルアーム式、台車は標準軌用のDT63形・TR248形冷房装置はインバータ方式のAU723形である。2008年秋より、スカートが一部変更されている。また行先表示器は登場時字幕式であったが、2015年(平成27年)頃からN5003編成を皮切りに行先表示器のLED化も行われている。車体帯色は青紫+白+ピンクである。検査等は、全般検査も含め基本的には秋田車両センター（旧南秋田運転所）で行われるが、機器更新などにより、狭軌用の仮台車に履き替え甲種輸送で秋田総合車両センター（旧土崎工場）まで回送されて行われたこともある。
2002年（平成14年）12月1日の東北新幹線盛岡 - 八戸間開業に伴い並行在来線を移管して開業したIGRいわて銀河鉄道・青い森鉄道2社の車両である。JR東日本からの譲受車と新製車がある。新造車は1500番台をベースとした仕様となっており、制御車（盛岡方）前方に設置された車いす対応トイレ・運賃表示器と車内案内表示器の改良・回生ブレーキ・LED式行先表示器などを備える。また、当初からセミクロスシートとされている。譲渡車はいずれも元1000番台である。
仙台地区715系1000番台置き換え用と、1000番台の増備型として1998年（平成10年）と2001年（平成13年）に川崎重工業および土崎工場にて製造された。クモハ701形+クハ700形の2両編成が18本（36両）が在籍する。主変換装置は、インバータ部はパワートランジスタ素子であるが、コンバータ部にIGBT素子を使用したものに変更された。回生ブレーキを装備し、クモハ701形は屋根上のブレーキ用抵抗器がなくなった。1508は青森駅構内での高潮による浸水事故で床下機器が損傷した青森運転所（当時）所属の1000番台（クモハ701-1033+クハ700-1033）を土崎工場で修理した車両で、回生ブレーキとLED式行先表示器を装備して復旧され1500番台に編入、仙台へ転属された。改造・転属はいずれも2000年12月14日付である。2001年（平成13年）に新製された2次車の 1509 - 1518は、新製時からATS-Ps保安装置を備えるほか、行先表示器が LED 式とされ、トイレは車いす対応の大型のものを運転台直後に設ける。このためクハ700形の窓配置が変更され、E127系100番台と同様の配置とされている。2014年（平成26年）末頃から仙台所属1000番台と同様、ドア開閉ボタンの更新・デジタル列車無線搭載工事が徐々に行われている。車体帯色は赤+白+緑15号である。
当時の仙台電車区に投入され、現在は仙台車両センターに4両編成4本と2両編成10本が在籍する。車体帯色は赤+白+緑15号 である。ワンマン運転対応2両編成では運賃表が7セグメントディスプレイ式から液晶ディスプレイ式（レシップ製）に取り替えられたほか、客用扉の扉閉弱め機構を搭載している。2014年（平成26年）末頃からドアボタンの更新・デジタル列車無線搭載工事が徐々に行われている。ドアボタンは従来のものからE721系と同等のものに交換されている。デジタル列車無線は運転台左側に取り付けられ、アンテナは行先設定機の裏、制御機器は助手席後方の機器箱上にそれぞれ設置されている。
霧峰林家の祖籍は漳州平和県五寨郷埔坪村で、1746年に台湾に渡ってきた。初代の林石は1786年に林爽文の反乱に参加している。林石の孫の林甲寅のときに阿罩霧（今の台中県霧峰郷）に移住し、家族経営を開始した。林甲寅の孫の林文察は小刀会の反乱、太平天国の乱、戴潮春の乱の鎮圧に活躍し、総兵の地位を得て、霧峰林家は大きく発展した。1884年、林文察の子の林朝棟が郷勇2千人を率いて清仏戦争で功績を建て、官職を得た。林朝棟はその後、施九緞の反乱の鎮圧にも活躍している。こうして霧峰林家は1890年代は樟脳販売の独占権を得るなどして、大きな利益を得ていた。しかし日清戦争後に台湾が日本領となると、林朝棟は台湾民主国に参加し、日本軍に敗北して福建省に逃れ、上海で客死した。1900年代、林朝棟の子の林資鏗は抗日活動に参加し、林家の資産の大部分は日本に接収された。1915年、林資鏗は大陸に渡り孫文の中華革命党に参加し、1921年には大元帥府の武官となった。しかし彼は1925年に軍閥のために暗殺され、霧峰林家で政治・軍事に関わった最後の人物となった。林文察の従兄弟で挙人の林文欽とその子の林献堂は文学・演劇・美術を愛好し、以後霧峰林家は文芸で知られるようになる。林文欽は萊園という庭園を建設し、林献堂は郷紳たちとともに台中一中を建設したことで知られている。