国鉄分割民営化以降、各地で廃車が進んだ103系であるが、アーバンネットワークエリアを中心とした関西圏では2010年代まで比較的多く活躍していた。本稿では2000年代以降における関西圏主要路線の103系の動向について述べる。
2002年度下期より本系列としては初となるトイレの設置が行われ、全編成の唐津向き先頭車（クハ103形奇数番号車またはクモハ103形）の車端部の海側に身体障害者対応の大型洋式トイレが設置された。これに際し、トイレ設置部分の側窓・妻窓が埋め込まれ、車椅子スペースとした側窓を1/4程度に縮小された。この改造によりJR九州の電車編成でのトイレ設置率は100%を達成している。
2000年3月11日ダイヤ改正から西唐津 - 筑前前原間で車内で運賃を収受しないワンマン運転を開始した。ワンマン運転に対応するための改造工事を1999年末から2000年3月にかけて小倉工場で実施した。施工内容は車外スピーカーの追設・ドア開閉時に駅ホーム設置のカメラ映像を確認可能な安全確認用液晶モニターを設置している。
2002年以降新車投入ペースが速まり本系列の車齢も高まったことから、内容が製造後30年程度まで使える程度に縮小された。直接保守面・接客面への影響が少ない外装の改造は大幅に簡素化され、体質改善40Nに比べてドア・側窓・屋根樋などが原形のままとされた。1973年以降に製造された車両のうち、延命工事を含む上述5種類の更新未施工のクハ103形とMM'ユニットが施工対象とされた。2005年までに2両（モハ103-405+モハ102-561）を除く全車に施工された。
1996年（平成8年）以降、後継の207系との落差改善ならびに延命N40工事以上の徹底した延命を目的とした体質改善工事が施工された。工事施工車の車番標記は、国鉄時代の丸ゴシック体→JR西日本独特の書体（モリサワ・新ゴ）に変更された。
イメージアップの一環として、201・203・205系と同様の、座席モケットが茶系統で3-1-3の区分入仕様に交換したが、その後、緑色などの試験を経て近年ではシーマンブルー（わずかに紫がかった青）1色に再交換されつつある。優先座席も青地にピクトグラムの入ったものに交換されている。福知山線脱線事故によりJR東日本から転入した8両のうち、広島運転所に投入されたクハ103形は2廃車までJR東日本仕様のままであった。
ATS-P形搭載に付随して、ブレーキ弁の改修が施工された。電源投入方式がJR東日本と異なるため非常抜取対応のME48形は導入せず、従来からのME40形に電気接点部分改造施工で対応。その後117系などに採用されたME49系への交換が開始された。
承継車両の多くが初期から中期型車であったことから、延命を図っている。また、JR化後に新たな用途が多数発生しており、それに合わせた改造も見られる。
JR東日本のAU712形と同様に工期短縮と経費削減の観点から、C-AU711A形集約分散式2基搭載による改造工事が施工された。モハ102形には冷房電用SIVを搭載。青22号の塗色のままC-AU711A形を搭載した車両も存在した。側面方向幕の設置は未施工。
承継車はスカイブルーであったが、後述のリフレッシュ工事施工車両は、同社のイメージカラーであるクリームにオレンジと緑の帯に塗り替えられた。新塗色の登場は1989年。当初は前面にJRマークがなく、帯に切れ目がなかった。
70両を承継したが、1965年（昭和40年）から翌1966年（昭和41年）にかけて製造された初期車両であったことから、一部の冷房車を含む20両は廃車し、残った50両には以下の改良工事を施工した。
成田線大菅踏切事故で運転士が殉職したことから踏切事故などでの乗務員の保護のために前面を強化する工事が1995年3月末までに施工された。113系などは車両基地で施工し、施工直後は前面がステンレス地の車両も見られたが、本系列では検査入場の際に工場にて鋼板を取り付ける工事を施工した。1974年以降に製造された高運転台車は製造当初から前面が強化されているため改造対象外であった。1993年12月までの大宮工場にて施工車は尾灯上部の足掛けが外側に設置されている。インドネシアに譲渡された初期先頭車はこの形態。
2016年はキャンプ前に内野手に転向。二軍公式戦において5試合に出場し、三軍戦では77試合に出場、打率.204の成績を残す。2017年、3月18日に行われたウエスタン・リーグ、対阪神タイガース戦において、8番三塁手で先発出場、6回にタイムリーツーベースを放ち、二軍公式戦初打点を挙げる。二軍公式戦には66試合に出場し、1本塁打、18打点、打率.247をマーク。一軍最終戦となった10月8日にKoboパーク宮城で行われた対東北楽天ゴールデンイーグルス戦において一軍初昇格を果たし、その試合で途中から三塁手の守備に就いた。6回に回ってきた打席では、則本昂大からプロ初打席初ヒットを放った。10月19日、11月25日から台湾で開催される2017アジアウインターベースボールリーグにおいて、NPBウエスタン選抜に選出された。2018年11月4日、球団から来季の支配下選手契約を結ばないことを通告された。育成契約の打診があったが、これを断った。12月2日、自由契約公示。