1980年代以降、新型車両の導入によってAL車各形式の代替が本格的に進められていたが、本系列についても6500系の導入に伴って3604編成が1983年（昭和58年）3月28日付で除籍され、淘汰が開始された。淘汰はモ3600形・ク2600形から優先的に行われ、3603編成が1984年（昭和59年）8月20日付で、3602編成が1986年（昭和61年）9月30日付で、3601編成が1987年（昭和62年）1月11日付でそれぞれ除籍され、モ3600形・ク2600形は形式消滅した。モ3650形についても、1987年（昭和62年）3月の国鉄分割民営化で発足した東海旅客鉄道（JR東海）への対抗策として名鉄が実施した新型車両の大量導入によって余剰となり、3651編成（モ3651-ク2651）・3652編成（モ3652-ク2652）とも1988年（昭和63年）1月12日付で除籍された。モ3650形の形式消滅をもって、3600系に属する3形式計10両は全廃となった。廃車後、3602編成（モ3602-ク2602）のみ解体処分を免れ、過去に同編成が運用された蒲郡線のこどもの国駅に隣接する愛知こどもの国において休憩所として活用された。
集電装置は菱形パンタグラフをモ3350形（初代）・モ3650形へ1両あたり1基搭載し、連結器は従来車と同様に並形自動連結器を採用した。その他、低圧電源供給用の電動発電機 (MG) や制動装置などの動作に用いる空気圧供給用の電動空気圧縮機 (CP) といった補助機器は、いずれもモ3350形（初代）・モ3650形へ集中搭載した。
主電動機はモ800形と同様に東洋電機製造TDK-528系直流直巻電動機を採用、直流1,500 V対応機種のTDK-528/5-G（端子電圧750 V時定格出力112.5 kW、同定格回転数1,188 rpm）をモ3350形（初代）・モ3650形へ1両あたり4基搭載した。同等特性の主電動機を搭載する3400系が歯車比を2.64 (58:22) としたのに対して、本系列は歯車比をモ800形と同一の3.21 (61:19) に設定した。そのため、全界磁時定格速度は3400系の76.0 km/hに対して本系列では64.0 km/hとなり、起動加速度や低中速域の加速特性が向上した反面、高速域の加速特性は低下した。駆動方式は吊り掛け式である。台車は形鋼組立形の釣り合い梁式台車である日本車輌製造D16を全車とも装着する。本系列が装着するD16台車は、3400系のD16台車とは異なり軸受をモ800形などと同じく平軸受（プレーンベアリング）仕様としたが、固定軸間距離はモ800形などが装着するD16台車より50 mm延長し、3400系が装着するコロ軸受（ローラーベアリング）仕様のD16台車より50 mm短い2,250 mmに設計変更されている。制動装置は、日本エヤーブレーキ（現・ナブテスコ） が開発したA動作弁を用いた自動空気ブレーキを常用制動として採用、モ3350形（初代）・モ3650形の制動装置はAMA、ク2050形の制動装置はACAとそれぞれ呼称された。その他、全車とも手用制動を併設した。
制御装置は前述の通り、東京芝浦電気PB-2A電空油圧カム軸式間接自動制御装置を採用した。力行制御段数は直列13段・並列12段・弱め界磁2段の計27段で、これはモ800形に搭載された東洋電機製造ES-509-A制御装置の力行制御段数10段（直列5段・並列4段・弱め界磁1段）の約3倍に相当し、加速時の前後衝動の少ない快適な乗り心地を実現した。PB-2A制御装置はゼネラル・エレクトリック (GE) が開発しニューヨーク市地下鉄などへ納入したPCM油圧シリンダ制御式カム軸制御装置を設計の基本に、制御装置内部の接触器を上下2列配置としてカム軸を1軸2回転方式に改良した機種で、名鉄のほか西日本鉄道へ同形機種が納入された。本系列の製造当時、東京芝浦電気PA・PB系制御装置と同等の制御段数を備える機種は日立製作所が東京横浜電鉄（現・東京急行電鉄）へ納入したMMC-200制御装置（力行21段）しか存在せず、当時の量産型制御装置としては異例の多段制御装置であった。
Frecency中国のとある地方に内在する、研究施設がモデル。鬱蒼と茂る植物が壁面を覆う。落下死に注意。Contraband Seasideその名のとおり、海に臨するステージ。ステージ横のバルコニーからは海が見える。半壊した教会には装甲車が突っ込み、砲身を市街地に向けている。教会に隣接しているワインセラーがあり、ステージ奥には広場がある。Payload自律行動兵器のメーカーであるHaciendaとあるマフィアの悪趣味な豪邸がモデル。凶悪な面持ちのライオンの像が金の塊を踏みつけ、ガレージには見覚えのある高級車が飾ってある。ステージ内のスイッチを押すと………？Gridlock日本が舞台。銭湯らしい建物が、高速道路の高架に押しつぶされて壊滅している。アスファルトは砕け、現金輸送車が横転して現金を撒き散らす。Arsenal四足歩行兵器マンティスや各種スコアストリークの開発を行う会社が舞台。ステージ中央には工房が内在し、ヘリのローターの残骸やブループリントが放置されている。よく見るとマンティスの実験機が無人でテストされている。Ice Breaker真っ二つに割れた潜水艦が中央に配置された、南極のステージ。アメリカ国籍のサルベージ船が奥に見える。どうやらロシアと、この潜水艦の動力源である核の争奪戦が繰り広げられているようだ。Moroccoモロッコの市街地が舞台。中央に配置されたトタンの架け橋、そして古めかしい建物の群が特徴。開けた箇所が狙撃ポイントになっているが、全体的に階段が多く、裏取りがしやすい。MilitiaJungleとあるジャングルが舞台。空爆により焼き払われた建造物、物見櫓やそこに繋がる天然のバルコニーが特徴。狙撃ポイントである高台には放置された弾薬箱がある。SlumsBO2のリメイクマップである。構造はほぼ同じで、青い外壁の建物（通称アオタテ）から銅像のある中央広場を見渡せ、そこから攻撃が可能。しかし、リスポーン地点からの狙撃に注意。Firing Rangeアメリカの軍事訓練施設が舞台。ステージの各部に人質を取ったテロリストのターゲットダミーがある。ちなみに攻撃すると反転する物もある。SummitNuketown