引き継がれたのはキハ22形のみで、経年が浅く状態のよい103両が残った。キハ40形のワンマン化にさきがけ、1990年に苗穂工場でキハ22 321・314がワンマン化改造され、キハ22 701・702となり、1月に出場した。同年3月より函館本線上砂川支線でJR北海道の鉄道線では初となるワンマン運転を開始した。次いで同年内にキハ22 311・312・330・334が五稜郭車両所でワンマン化改造されてキハ22 703 - 706となり、江差線・函館本線の長万部以南の順に投入された。これらは白地に青の細帯とコーポレートカラーの萌黄色の帯を巻いた新塗装で出場した。ワンマン化改造された車両も含め1995年までに全車廃車された。
キハ21形、キハ25形、キハユニ25形、キハユニ26形は国鉄分割民営化以前に全廃され、新会社に承継された内訳はキハ20形53両、キハ22形157両、キハ52形73両の計283両であった。東海旅客鉄道（JR東海）を除く旅客5社に承継された。JR移行後は各旅客会社とも残った特定地方交通線の転換や新形式気動車への取替えにより廃車が進行し、キハ20形は1993年までに、キハ22形は1995年までに全車が廃車された。その後もキハ52形のみは残った。これは、本来キハ20系を置き換えるべきキハ40系の出力荷重比が悪く、キハ40形に対する強力形形式となるキハ67系の製造は様々な問題から少数に終わり運用にも制限がついたため、両運転台の一般型で強力形気動車として需要があったためである。しかし、21世紀に入る頃から新世代の気動車への置き換えが進み、JR九州、JR東日本の順に運用を離れ、2010年3月をもってJR西日本でも定期運用を終了した。
暖地向けの郵便荷物合造車。キハユニ25形と同様に室内配置は前位から運転室・荷物室・郵便室・客室となっている。客室窓は上・下段とも上昇式で、客用扉はキハ25形の後位扉と同位置にある。便所はない。番台の区分はないが、構造は1 - 41がキハ20形200番台に、42 - 59は同500番台に準ずる。
寒冷地・極寒地向けの郵便荷物合造車で、7両が製造された。1 - 6はキハ21形の仕様に基づいて製造された寒冷地向けで、室内配置は前位から運転室・荷物室・郵便室・客室となっている。客室窓は上段固定の「バス窓」で、客用扉はキハ25形の後位扉と同位置にある。便所はない。7はグロープラグの不具合によって焼失し、廃車となった6の代替として製造された車両で、車体はキハ22形に準じた極寒地仕様に設計変更された。客室窓は1段上昇の二重窓で、デッキを設けたため客用扉は車端部に移されている。
本系列の基本形式。暖地向けの両運転台、1基エンジン形で、4位側の乗務員室にやや食い込むかたちで便所を備える。1957年から1965年に409両が製造された。計画時にはキハ49000形と称したが、登場が1957年の称号規程改正後となったため、この形式番号を称したことはない。298・299のように北海道に新製配置されたものや、多客期に渡道したものもあり、日本全国で用いられた。戦前形の機械式気動車キハ04形・キハ05形・キハ06形、キハ07形の取替時期に丁度当たっていたこともあり、大量に製造された。0番台は初期形のバス窓車、200番台以降は改良形の2段窓となった。最終期に製造された500番台では室内灯が蛍光灯に、暖房装置も温水式となり、台車もDT22C・TR51Bに変更されている。ローカル線向けの簡易郵便荷物車として0番台を改造した600番台が2両、200番台を改造した650番台が1両存在した。これらは客室の一部分が郵便荷物室兼用となっており、その部分はロングシートとなっていて、仕切り用のアコーディオンカーテンが取り付けられていた。
イルカは体重に占める脳の割合（脳化指数）がヒトに次いで大きいことから、イルカの知性の潜在的可能性が古くから指摘されており、世界的にも数多くの研究者の研究対象になり、世間一般からも興味の対象とされてきた。ただし、イルカの脳はサイズは大きいものの、グリア細胞の割合が多く、ニューロン自体の密度はそれほど高くない。ただしニューロンの密度をもって知性が劣ると言い切れるのかは定かではない。従って、科学的根拠から脳のサイズのみから知性のレベルを判断するのは早計である。イルカの脳はその生息環境及び形態に応じた適応を果たしており、仮にイルカがヒトに匹敵する密度のニューロンを持てば酸素要求量が増し、長時間の潜水は困難となる。また肺を肥大化させると運動能力が犠牲となるため、現在の脳に最適化されたと考えられている。イルカが人間と同様の知性を持つ、あるいは人間以上の知性をもった存在として描かれる作品は多数存在するものの、いずれも科学的根拠に乏しいフィクションである。また、イルカは高い周波数をもったパルス音を発して、物体に反射した音からその物体の特徴を知る能力を持つ。更にその特徴を他の個体にパルス音で伝えたりと、コミュニケーション能力は高く､人間のようないじめも行うこともわかっており､魚などを集団で噛み付き弱らせ弄んだ挙句食べずに捨てる､小さな同種のイルカや弱ったものを集団で噛み付くなどして、殺すなど集団的な暴行行為も行う｡イルカと言語の詳細は「ハンドウイルカ#感覚とコミュニケーション」項を参照のこと。なお、脳科学者の池谷裕二は、イルカの脳は高性能だが、人のような四肢がないことで、脳が人間のように十分に活かされていないと主張している。小アンティル諸島で次のようなことが観察されている。群れから遠く離れたイルカがサメに襲われた時、SOS信号を出し、その信号を受け取った群れのイルカが助けに駆けつけた。助けられたイルカは自力で浮上することが出来なかったが、仲間に介護され2週間後に回復した。