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国鉄115系電車 運用
115系300番台投入後は中央東線普通電車の大半が115系となったが、塩山 - 甲府 - 韮崎間の山梨県内区間列車では身延線の旧性能電車が間合い運用されていた。1981年の身延線新性能化を前にこの区間列車を1980年3月に沼津機関区から三鷹電車区に移管して新性能化することになり、115系1000番台の冷房車4両編成1本が三鷹電車区に投入された。この編成は0番台4両編成と共通の運用に投入され、中央東線最後の115系新製車かつ横須賀色で新製された唯一の1000番台となった。
0番台は長らく非冷房車のままであったが、1982年にはクモハ115-11ほか4両編成1本が冷房化改造を受け、翌1983年にもクモハ115-13ほか4両編成1本が冷房化された。三鷹電車区の0番台で国鉄時代にAU75形で冷房化改造されたのはこの4両編成2本に留まり、以後の冷房化はJR化後にAU712形を搭載する方式で進められた。
国鉄115系電車 運用
1984年2月1日のダイヤ改正で各地の短編成化が推進されるのに伴い、1983年度に三鷹電車区の115系4両編成6本の3両編成化で外されたサハ115形基本番台6両が先頭車化改造を受け、沼津機関区・新前橋電車区・広島運転所へ転出した。1985年3月14日のダイヤ改正では残るサハ全車が編成から外され、各番台とも3両または6両編成が主体となった。外されたサハ33両は三鷹電車区への配置が無くなり、22両は東北・高崎線へ転用、7両は先頭車化改造、4両は113系サハ111形への改造が行われた。
夜行列車は1985年3月改正で新宿 - 長野間夜行普通列車441M・442Mのうち上り長野発の442Mが廃止となり、新宿発の441Mも長野行きから上諏訪行きに短縮された。
1986年には小山電車区・新前橋電車区よりモハ115・114形の中間電動車ユニット6組とサハ115形6両が転入し、6両貫通編成6本が組成された。中間電動車ユニットは300番台5組に加えて1000番台が1組あったほか、サハは6両全車が1985年に三鷹電車区から転出した車両の再転入であった。捻出された300番台3両編成6本は岡山電車区へ転出している。1986年11月1日のダイヤ改正では、三鷹電車区の115系全車が豊田電車区へ転出した。
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JR化後の1988年からは非冷房0番台のAU712形による冷房化改造が開始され、車両更新工事も順次施工された。1990年3月には1000番台で唯一となった横須賀色新製車編成の3両も新前橋電車区へ転出した。
1992年には小山電車区より両端がクハ115形の4両編成が転入したが、短期間の営業運転を経て訓練車に転用された。1993年からは踏切事故対策でステンレス板による前面強化工事が行われ、豊田電車区の115系初期車は営業車全車がシールドビーム前照灯となり、訓練車編成のみが原型大型前照灯枠を残すシールドビーム改造車として残存した。
上諏訪行き夜行普通列車は1988年12月改正時点で列車番号が441Mから421Mへ変更されていたが、421Mは1992年3月14日より運転区間が甲府までに短縮され、同じ車両が列車番号を変えて早朝の甲府発松本行きとして運転される形となった。甲府行き夜行普通列車は1993年12月1日のダイヤ改正で廃止となり、大月まで短縮の上201系に置き換えられた。
夜行普通列車廃止に伴って115系の新宿への定期列車乗り入れも終了し、首都圏への乗り入れは立川までとなった。立川までの運用は一部のみで大半は高尾発着となっている。
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1993年から1995年にかけて、豊田電車区115系6両貫通編成の下り方モハ114形に霜取り用のパンタグラフが増設された。1998年からは雪害対策として豊田電車区のモハ114形全車の集電用パンタグラフがシングルアーム式のPS35A・B形へ交換された。1998年度から300番台のリニューアル工事も開始されたが、1999年度の施工編成は工事内容を一部省略した簡易リニューアル車となっている。
中央東線の横須賀色115系には首都圏と松本方面を結ぶ中央本線・篠ノ井線経由で長野までの広域運用が存在したが、2000年12月のダイヤ改正で長野支社管内に入る運用が同支社に移管された。豊田電車区の115系は6両貫通編成8本と0番台3両編成12本が松本運転所へ転出し、残存車が八王子支社管内となる山梨県の小淵沢以東や富士急行乗り入れのみを受け持つ事になった。これにより豊田電車区の115系は300番台3両編成12本（訓練車の0番台除く）のみが残存した。
2002年には松本運転所に転属していた6両貫通編成1本が再転入し、M40編成となった。クモハ115形を含む6両貫通編成で、モハ114-374には霜取用にPS23形パンタグラフを搭載、サハ115-319は最後まで残存した300番台サハであったほか、中間のモハ115-348+モハ114-374のみが小山からの転入車で川重製、他は日本車輌製である。
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豊田電車区は2007年11月に豊田車両センターへ改称された。2014年1月までは300番台による3両編成12本・6両編成1本と基本番台4両による訓練車編成1本の計46両が配置されていた。
M1 - 12編成は立川方からクモハ115形+モハ114形+クハ115形の3両で組成され、全車日本車輌で製造された。またM9編成が車体更新工事を、M1 - M4編成が簡易リニューアル工事を、M5・6・10・12編成がリニューアル工事を施工していた。定期運用では3両編成単独または2本組合せの6両編成で中央本線立川 - 小淵沢間ならびに富士急行線河口湖まで、3両編成単独のみで塩山 - 甲府 - 韮崎の区間列車に充当された。
M40編成は他の編成と異なり中央本線運用には投入されず、三鷹電車区の波動用169系の運用終了に伴う代替として武蔵野線快速「むさしの号」（2010年12月3日で終了）用に投入された。土休日には「ホリデー快速鎌倉」（2013年9月23日で終了）にも投入されたほか、長野総合車両センター所属車C編成定期運用の代走・波動輸送・乗務員訓練などのほか、波動輸送運用にも投入された。
W2編成は訓練車編成でモヤ115形が組み込まれた4両編成であるで、前照灯は白熱灯用大型ケーシングをそのまま流用したシールドビーム化改造が施工済である。
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保安装置はATS-P・SNを搭載し、デジタル無線および運転台への簡易モニター設置が施工済であった。このため運転台後部ロングシート上荷棚部に機器箱が設置されていた。近年では先頭車貫通幌を長野方クハ115形装着から、長野総合車両センター所属車に合わせて新宿方クモハ115形装着へ変更。多くの編成が耐雪ブレーキを装備しており、列車番号表示機はLED式を助士席側に設置していた。車内の座席モケットは薄茶色を基調としていた。
2014年1月27日にM40編成の中間のサハ115-319+モハ115-348+モハ114-374を訓練車のW2編成に組み込み長野総合車両センターへ廃車回送を実施、訓練車は2014年1月28日付で廃車となった。残存した3両も2014年7月26日付で廃車された。これにより6両編成と訓練車編成が消滅となり、300番台3両編成12本の36両に減少した。2014年12月5日には、M2 - M5・M11編成が豊田車両センター武蔵小金井派出へ疎開回送された。
2014年12月7日には長野総合車両センター所属の211系N編成に運用が移管されたため、豊田車両センターの115系の定期運用は前日の12月6日に終了した。
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長野総合車両センターへの廃車回送は、同月9日・10日にM1･M2･M4･M6編成（廃車日は同月10日・11日）、同月24日にはM5･M11編成（廃車日は同月19日）、2015年1月7日にはM10･M12編成へ（廃車日は同月8日）、同月14日にはM7･M8編成へ実施された（廃車日は同月15日）。
2015年1月21日にはM3･M9編成が豊田 - 松本間（辰野支線経由）で廃車回送を兼ねたさよなら団体列車「ありがとう八トタ115系号」として最後の営業運転が実施され、松本到着後に長野総合車両センターへ回送された。翌日付で廃車となり、豊田車両センターの115系は消滅した。
中央東線での115系の定期運用は2015年10月28日に終了となり、最終運用では長野総合車両センター所属の1000番台横須賀色6両編成のC1編成（2014年に信州色から横須賀色へ変更）が使用された。2015年11月22日に運転された団体臨時列車「中央本線開業110周年記念〜ありがとう115系C1編成」を最後に、長野総合車両センターの115系の営業運転も終了となった。
新潟地区に115系が初投入されたのは1976年で、東北・高崎線上野口への300番台投入で捻出された基本番台が70系電車の置き換えを目的に、長岡運転所へ投入が開始された。
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1978年からは1000番台6両編成が長岡運転所に新製投入され、捻出された基本番台は岡山地区に転出して80系を置き換えた。1982年には水上以北での減車化（6連→5連へ変更）に伴う運用見直しで長岡運転所所属サハ115形1000番台19両が小山・新前橋の両電車区へ転出した。
1984年の越後線・弥彦線電化開業により本系列が投入される事となり、一旦山陽地区に転出した基本番台（先頭車化改造車）や身延線用2000番台が転入したため、新潟地区は基本・1000・2000各番台が混在していた。新潟地区に転入した0番台・2000番台には主電動機冷却風吸入口を客室内に設けるなどの耐寒耐雪強化改造が施工された。クハ115形2000番台は7両すべてが奇数向きだったが、2129を除き方転された。
JR化後も残る非冷房車・冷房準備車は1988年度からAU712形による冷房化改造が施工され、弥彦線用Y編成・非ワンマンS編成など0番台グループで冷房電源にSC24形インバータを搭載した車両は制御電源としてモハ・クモハ114形に20 kVAのMGが引き続き搭載されている。L1 - 6編成は電動車が基本番台であり、基本番台の電動車と組む1000番台・2000番台の冷房準備車はAU75系ではなくSC24形インバータ給電のAU712形が搭載された。
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クモハ115-1023やクハ115-1023・1024など一部車両（N24・L12編成）は廃車発生品を利用してAU75形で冷房化改造されたため、車両中央部のみに冷房吹き出し口があり、扇風機や運転台上部の箱型通風器も残されるなど他編成と相違が目立っていた。後年のリニューアル改造後もそのままであったが、後に他のAU75形冷房装置搭載車と同じ仕様に改造され、扇風機や箱型通風器も撤去されている。
新潟地区115系の塗装は長らく湘南色であったが、国鉄末期より白地に青帯と赤の細い帯を巻く「1次新潟色」への塗装変更が開始された。キハ40系ほか新潟地区の気動車にも1次新潟色の塗装が普及したが、115系ではJR化後に再び塗装変更が行われることになり、1993年には白地に緑と黄緑の帯を巻く「2次新潟色」が採用された。1次・2次新潟色には塗装の細部が異なる車両も存在した。先頭車両に施された帯は新潟の「N」をイメージしたものである。
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1988年からは弥彦線でワンマン運転が行われることになり、クモハ115・114形500番台2両編成のうち3本にワンマン化改造が施工され、塗装は白地に赤と黄色のストライプを有する「1次弥彦色」に変更された。冷房装置はSC24形インバータ給電のAU712形で、MG交換は実施されなかった。後に弥彦線ワンマン車Y編成は塗色がホワイトとイエローのツートーンカラーにライトグリーンの帯を巻いたカラー「2次弥彦色」に変更されている。
民営化から間もない1988年より首都圏への211系投入で捻出された115系が新潟地区にも転入し、非冷房で大型前照灯の先頭車も順次消滅した。この転用でサハ115形も転入しており、L12 - 14編成はMcM'TTc'で組成された。Tc'の一部は首都圏からの転入車でATS-Pを搭載、MM'ユニットの一部は小山からの転入車であった。N25編成のクハ115-1245は、改造前のクハ115-1142時代に小山および新前橋へ配置されていたためATS-Pを搭載する。
1991年にはモヤ115形を含む訓練車4両編成1本が長岡運転所に配置され、非冷房の4両編成（クハ115-111+モヤ115-1+モハ114-59+クモハ115-115）を組成した。初代は1次新潟色最後の車両で、1998年の2代目訓練車置き換えまで使用された。
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信越本線・上越線の閑散区間では115系の短編成化改造車2両編成（S編成）が運用されていたが、短編成化以前に存在したトイレが無くサービス上問題となったため、1992年以降にS1 - 3・7・10 - 12編成のクモハ114形1500番台にトイレ設置改造が施工された。トイレ設置場所の側窓部分は埋められ、汚物処理装置も真空式となった。クモハ114形1500番台は5編成がトイレ無しで残されており、他のトイレ付き編成と組み合わせて運用されるよう配慮されていた。
1996年2月より、JR東日本もスポンサーとなっているサッカーJリーグ・ジェフユナイテッド市原（現・ジェフユナイテッド市原・千葉）の広告塗装が長岡運転所の115系N31編成に採用された。ジェフユナイテッド塗装には複数の塗り分けパターンがあり、時期により異なっていた。クハ115-41・151の2両は営業運転に入らず土崎工場への入場・出場車を機関車牽引する際の控車となり、赤と黄色の塗装に変更された。
越後線と上越線における冬期の霜対策として、1995年度より1000番台3両編成のうち4本のモハ114形に霜取りパンタグラフが増設された。N4・N6・N8・N14編成のモハ114形でパンタグラフを2基搭載する。
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1998年にクモハ115-506+クモハ114-506の1編成2両が訓練車のクモヤ115-1+クモヤ114-1に改造され、従来の非冷房4両編成の訓練車を置き換えた。訓練車の塗装は湘南色をベースに白帯が入れられたものとなっている。
1999年より新潟地区の115系にもリニューアル工事が開始された。施工内容はCPをスクリュー式へ交換・MGをメンテナンスフリーのSIVへの変更・化粧板や座席モケットの張替・ロングシートとドアの間に新規にアクリル防風板を追加するなどである。リニューアル改造施工車はパンタグラフがシングルアーム式のPS35B形に交換されているが、最初期にリニューアルを受けたN14編成のモハ114-1083とN28編成のモハ114-1109の2両は菱形のPS16形が存置された。
リニューアル工事施工車は白地に濃淡青の「3次新潟色」に変更された。この塗装は新潟の水・米、海・川、水田のイメージで、地元の大学生によってデザインされた。初採用は1999年12月出場のN30編成で、それ以前にリニューアル出場したN28・N14編成は2次新潟色で出場後に3次新潟色に変更されている。新潟3次色車の運用区間は羽越本線、信越本線、上越線である。
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新潟地区に新製投入された1000番台や転入車の2000番台は更新対象から外れたが、台車の枕ばねや軸ばねのエリゴばねへの交換や車両内外の低い位置にドアレールヒータに関する注意を促すステッカーが貼付されているほか、一部車両はアコモデーション改良工事を施工された。座席モケットをリニューアル工事施工車と類似したものに張替、化粧板や床仕上げ材を交換、トイレの改装が行われたほか、パンタグラフ増設工事を4両に施工した。
1999年12月4日ダイヤ改正で長岡運転所（現・長岡車両センター）配置車両が上沼垂運転区に移管され、新潟地区115系の配置が集約された。長岡運転所の所属車両は上沼垂運転区のS編成となった。S1 - 12編成は1500番台でAU75形冷房装置を搭載し、S13 - 15編成は500番台でAU712形冷房装置を搭載していた。N22 - 32編成は、1995年12月でE127系の投入に伴い一旦長岡に転出したあと集約化で上沼垂に戻った編成である。
2007年7月16日に発生した新潟県中越沖地震では、S1編成が柏崎駅で脱線転覆したが、長野総合車両センターでの修復を受け運用復帰した。
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2011年にL6編成4両およびN2編成3両が湘南色に復元された。N2編成はリニューアル工事を施した3次新潟色編成であったため、シングルアームパンタグラフとSIVを装備したまま湘南色に塗り替えられた。L6編成・N2編成ともにJRマークは貼られていない。2014年にはL9編成・N23編成も湘南色となっていた。
2013年3月より長野総合車両センターへの211系転入で捻出された115系1000番台が新潟へ転出し、2014年6月までにN33 - N38編成の6編成が転入した。パンタグラフはシングルアーム式のPS35Aで、先頭車はATS-Pを搭載する。このうちN38編成はクモハ115-1001・モハ114-1001・クハ115-1001の1000番台トップナンバー編成である。2014年7月にはL3・S15編成の各車とL14編成のサハ115-1002が廃車となり、L14編成の残る3両がN39編成となった。2014年11月にS13・14編成が、L1編成は同年12月に廃車された。2015年12月に長野から転入した1編成はN40編成となった。
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2015年度から新型のE129系の投入による置き換えが開始され、115系は順次廃車となった。2015年8月にはL2・4編成が廃車となり、N19編成も2015年8月29日付で廃車となった。L5・6編成は2015年12月に廃車、N1編成は2016年2月29日付で廃車された。
2015年3月14日ダイヤ改正での北陸新幹線金沢延伸開業に伴う信越本線長野 - 妙高高原間のしなの鉄道移管に伴い、新潟車両センター所属車の検査担当工場が長野総合車両センターから大宮総合車両センターへ変更された。大宮への入出場にはATS-P搭載車が必要なため、長野総合車両センターの115系1000番台6両編成（旧C3編成）がATS-P非搭載車入出場時の「伴車」として新潟車両センターに転入し、L99編成となった。
L99編成の塗装は「新長野色」のままとなり営業運転には充当されず、2015年5月に中間車2両が廃車となり、以降は4両編成で使用されている。新潟車両センターと大宮総合車両センターの間の入出場は上越線経由で行われた。
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Y編成は弥彦線弥彦 - 吉田の全列車・吉田 - 東三条の一部列車・出入庫を兼ねた越後線吉田 - 新潟1往復で運用され、近年では同地区のE127系の代走で白新・羽越本線に入線することもあった。新潟地区のE127系0番台は北陸新幹線金沢延伸開業に伴い移管されたえちごトキめき鉄道へ順次譲渡されたが、新潟車両センターに残った2両編成2本（V12・V13編成）が2015年3月14日改正から弥彦線に投入されたため115系Y編成は3編成とも運用を離脱した。運用を離脱したY編成は同年7月15日に廃車されている。Y1編成には最後まで鋼製ドアが残っていた。
AU712形冷房装置を搭載していた車両は、2013年時点で新潟車両センター所属車のみであった。2015年度まではL編成の一部に基本番台が残存し、鋼製ドアの車両もあった。L1 - 4編成にはクハ115 - 551・552・553・613などが組み込まれており、クハ115-553は製造から50年以上経った後も運用された。0番台と同じく1984年の越後・弥彦線電化時に転入したクハ115形2000番台も在籍していたが、2016年12月に全廃となった。
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2017年には1000番台3両編成1本が「懐かしの新潟色」に復刻され、N3編成が2017年1月18日付で70系電車時代の赤2号と黄5号のツートンカラーに変更された。N37編成は2017年に1次新潟色に変更され、同年9月24日より営業運行に復帰した。2017年12月にはN40編成もN3編成と同じ「懐かしの新潟色」となり、同年12月29日より営業運転に復帰している。
2016年3月にはL編成の残存全編成が運用を終了し、L7・9 - 13編成は同年4月に、L8編成は同年5月にそれぞれ廃車され、L編成は全廃となった。L12・13編成の廃車で新潟地区のサハ115形は消滅し、高崎地区も含めてサハ115形は形式消滅した。S編成も2016年4月から5月にかけてS1・3・7・9 - 12編成が、同年6月にS2編成が廃車された。同年7月には残るS編成が定期運用を終了、同年8月に残るS4 - 6・8編成も廃車され、全廃となった。訓練車のクモヤ115-1+クモヤ114-1は2016年6月17日付で廃車された。
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N編成は2016年4月にN6・8・14・20・25・31編成が、同年8月にはN4・11・26編成が、同年9月にはN10・32編成が、それぞれ廃車された。2016年12月にはN12・16・23・27・28・39編成が廃車された。2017年4月にはN2・5・7・9・15・21・22・24・29編成が廃車された（N15編成のクモハ115-1061の廃車は2017年6月24日付）。2017年に廃車となったN15編成のうち、クモハ115-1061は新津鉄道資料館に静態保存された。
JR東日本新潟支社では、2018年2月に投票企画として「『私と通勤・通学電車』〜みんなで選ぼう 115系車両デザイン〜」を実施した。投票結果は「2次新潟色」が投票数252票で1位となり、2018年9月に3次新潟色であったN35編成が2次新潟色となって出場した。また投票数が1位と4票差で2位となった「2次弥彦色」も復刻されることになり、2018年10月にN36編成が2次弥彦色で出場し、11月5日より定期運用に復帰している。
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2018年春の新潟駅在来線ホーム高架化に伴い、同駅構内でATS-Pの使用が開始された。そのためATS-Pを搭載していない新潟地区生え抜きのN3・13・17・18・30編成が運用を離脱し、同年4月3日から10日にかけて廃車された。L99編成は新潟車両センターに残存する115系がATS-P搭載車のみになったため伴走車が不要になり、2018年8月に長野総合車両センターに回送され、同月2日付で廃車された。
2018年3月以降は、N編成のみが越後線・弥彦線・信越本線の直江津 - 長岡 - 新潟間・えちごトキめき鉄道妙高はねうまラインの新井 - 直江津間で定期運用に充当された。ただし2000年代後半以降は、北陸新幹線金沢延伸開業による並行在来線の移管まで、諏訪湖花火観客輸送のため通常は長野総合車両センターが担当する信越本線運用の一部を代走することがあった。
2019年9月には、N33編成が1次弥彦色に復刻された。これにより新潟の115系は残存7編成全てが異なるカラーリングとなった。各編成の塗装バリエーションは以下の通り。
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以降この7編成21両が運用されていたが、E129系の増備による置き換えで2022年3月11日をもってすべての運用を終了した。2022年6月22日にN33・N34・N36編成が、同年8月3日にN35・N37・N40編成がそれぞれ廃車され、最後まで残ったN38編成も同年9月16日付で廃車され、配置が無くなっている。
1977年から1978年にかけて信越本線・篠ノ井線・中央本線で運用されていた70系や80系の置換えを目的に松本運転所に1000番台122両（McM'MM'T'c、5両編成19本・McM'Tc、3両編成9本）が新製配置された。その後大糸線の旧形国電も置き換えられる事となり、36両（McM'T'c、3両編成12本）が1981年より松本運転所北松本支所に配置された。
1983年からは短編成化のため電動車に運転台を取り付ける改造も行われ、クモハ115形1500番台として投入された。その際反対向きの制御車が不足するため、三鷹電車区の0番台編成から外されたサハ115形6両に運転台を設置し、クハ115形600番台として投入された。
1985年3月14日に北松本支所は松本運転所に統合され、中央本線・篠ノ井線・信越本線で運用される117両（3両編成39本）と大糸線で運用される31両（3両編成7本、増結ユニットMcM'5組）の計148両が配置された。
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国鉄時代の1986年11月1日ダイヤ改正で、信越本線と篠ノ井線の一部運用を長野運転所（現・長野総合車両センター）に移管するのに伴い75両（McM'Tc、3両編成25本）が転属となった。従来は松本運転所が長野鉄道管理局の全運用を担当していたが、ダイヤ改正後に伴う移管後は中央本線甲府以西・大糸線・篠ノ井線の運用を担当した。中央西線は分割民営化時にJR東海管轄となるため、松本運転所から3両編成7本が神領電車区に転出している。
国鉄時代の長野地区配置車両はすべて1000番台新造車で、他地区からの転入車は皆無である。1986年の配置後数度にわたり松本車両センターからの運用移管ならびに車両交換・転入を実施し、後述する訓練車のほか2・3両のN編成と6両貫通のC編成も配置されていた。
塗装はJR化後も広告塗装以外はしばらくの間湘南色であったが、1989年より白を基調に緑のラインを組み合わせた旧長野色へ変更した。1998年の長野オリンピック開催に合わせたイメージアップのため、1992年から新長野色（フォギーグレー+アルパインブルー+リフレッシュグリーン）への再変更が実施され、1997年までに完了した。
国鉄115系電車 運用
JR発足直後の1987年5月には、クモハ115-1020+モハ114-1027+クハ115-1019の3両編成（北長野運転所N12編成）がコカ・コーラの広告電車として登場した。車体は赤一色の塗装にコカ・コーラのロゴが貼られたものとなり、モハ114-1027車内には日本コカ・コーラ社製清涼飲料水自動販売機が設置された。1993年の契約終了後に従来塗装の旧長野色に復元され、自動販売機も撤去された。N12編成は1997年にしなの鉄道に譲渡後S11編成となり、しなの鉄道の企画として2018年から2020年までコカ・コーラ塗装を復刻して運転された。
1991年には長野配置の初代訓練車が落成した。編成はクモハ115-1+モヤ114-1（元・モハ114-801）+クハ115-611（元・サハ115-1）の湘南色非冷房3両編成で、モヤ114-1は元モハ114-801、クハ115-611は元サハ115-1である。
長野運転所では1997年の北陸新幹線長野開業以前は碓氷峠を越えて高崎までの運用が存在した。ATS-Pは1992年当時の長野配置編成には高崎駅構内での同装置の使用開始に伴い先に搭載されていたが、松本運転所配置車両でも2003年頃より順次すべての編成に搭載した。ATS-P設置前はATS-Psを搭載していた。
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1997年の新幹線長野開業では信越本線篠ノ井 - 軽井沢間がしなの鉄道に移管され、ATS-Pを設置しない松本運転所配置車両の一部が一旦長野総合車両所（当時）に転属した上でしなの鉄道へ譲渡された。しなの鉄道線にもJR東日本の115系が乗り入れる運用が設定されており、しなの鉄道に譲渡された115系とは運用が分けられている。
1998年12月ダイヤ改正では大糸線でE127系100番台の営業運転が開始され、松本運転所の169系による中央本線・篠ノ井線の普通列車が長野総合車両所の115系に置き換えられた。これによりJR東海管内の中央西線塩尻 - 中津川間で115系の運用が復活している。長野 - 飯田間快速「みすず」で使用されていた長野総合車両所の169系4両編成もこの改正で115系に置き換えられている。
1998年度より長野支社管内の115系でリニューアル改造が開始され、1999年2月にクモハ115-1010ほか3両編成が初のリニューアル車として出場した。長野地区向けのリニューアル工事ではパンタグラフのシングルアーム式PS35形への交換、ドア横座席端に風除け用透明仕切り板を設置する工事が施工されている。リニューアル工事は約半数の車両に施工された。
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2000年12月に中央本線・大糸線・篠ノ井線関係の運用を長野総合車両所に移管し、豊田電車区が担当していた中央本線小淵沢以西の長野支社管内運用が松本運転所に移管されることになった。これにより豊田区から転入した基本番台・300番台初期車が主体の6両固定または3両編成2本による6両のB編成が組成された。従来松本運転所に所属していた1000番台2両編成・3両編成は長野総合車両所へ転出した。
豊田電車区115系の転入から間もなくして、東北・高崎線へのE231系投入で余剰となった小山電車区の300番台後期・1000番台車が松本運転所に転入してC編成となり、従来のB編成が置き換えられた。3両編成のB編成のうちB36・B35編成は伊豆急行に譲渡され同社の200系となった。伊豆急行へは115系0番台から合計3両編成6本が譲渡されたほか、2002年からは300番台3両編成3本が追加譲渡されている。300番台6両貫通編成1本は2002年に豊田電車区へ再転出してM40編成となった。
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小山電車区から転入したC編成はC1 - C14編成の6両貫通編成14本で、編成両端ともクハ115形である。大半が小山電車区または新前橋電車区へ新製配置された冷房車であるが、伯備線電化用として岡山電車区に新製配置されたのち関東に転用された車両、松本・北松本に新製配置されたのち他地区に転用されて松本へ戻った車両が存在する。パンタグラフは松本転入時にシングルアーム化、運行番号表示器は松本転入以前に一部の車両でLED化されていた。首都圏の列車無線デジタル化に伴う新型無線機搭載工事が全編成に施工されている。
C編成は1000番台車中心であるが、C5・6・9編成の全車とC13編成の長野方MM'ユニット1組は300番台車であった。C5編成のクハ115-443・496・モハ115-417+モハ114-443とC13編成の長野方電動車ユニットは300番台最終製造ロットで、車内は荷棚棒・蹴込板がステンレスとなっている。C9・10編成は新製時の7両編成からサハのみを抜いた6両編成、C1・C2編成は小山時代の既存のサハ以外は同一の6両編成で組成変更がなかった。C5 - 11編成は松本転入と同時期にリニューアル工事が施工された。
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C18編成の立川方先頭車は先頭車化改造車のクハ115-1512で、種車は1000番台で唯一三鷹電車区に新製投入された4両の中の1両であるサハ115-1027である。同車は1984年の中央東線短編成化で三鷹から新前橋へ、1986年に再び三鷹へ戻ったのち小山、松本へと転出した経歴を持つ。塗装も横須賀色→湘南色→2代目長野色と変更されている。またC8編成の長野方3両はAU720形冷房装置を搭載していたが、2013年現在ではAU75型に再換装された。
C12編成の上り方先頭クハ115-1104とC14編成の下り方先頭クハ115-1093では、前面種別表示幕の「普通」表示が白地に黒文字となっていた。C12編成の下り方先頭クハ115-1065は長野所属車で唯一転落防止幌を新前橋区所属時代に設置されており、転入時は他にも設置車両が存在したが撤去された。
300番台編成のクモハ115-326+モハ114-362+クハ115-392は、2代目の訓練車N00編成となった。塗装は横須賀色で、松本に転入した元豊田所属の電動車ユニットと元小山所属のクハで組成された。初代訓練車は2002年に老朽廃車となった。
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2007年1月にN55編成のクモハ115-1073+クモハ114-1513が余剰廃車となった。この廃車で発生したスノープラウ付きのDT21B台車枠は、高崎車両センター所属クモヤ145-107へのスノープラウ装着改造用として流用された。
2007年1月には、N15編成のクモハ115-1074+モハ114-1180+クハ115-1222が長野総合車両センター3代目訓練車に転用された。塗装は湘南色に変更した上で、乗務員室後部仕切の一部撤去・訓練用防護無線ならびに車両用信号炎管の追加・一部席への机の設置・家庭用コンセント配線設置などの改造を施工した。3代目落成により2代目訓練車は廃車となった。
松本車両センターの115系は、2007年3月18日に長野総合車両センターに運用移管される事となり、全車転出したため、配置が無くなった。長野総合車両センターの115系は長野地区全域・中央東線用3両編成がN編成、大糸線・篠ノ井線が主体の2両編成が同じくN編成、中央東線用の6両貫通編成がC編成に区分された。N編成の編成番号札の色はN1 - 14・16編成が緑色でN21 - 33編成が桃色、N51 - 54・56 - 58編成が黄色となっていた。C編成は松本時代と変化なく6両編成14本が転入した。
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N編成はクモハ115形+クモハ114形で組成される2両編成とクモハ115形+モハ114形+クハ115形で組成される3両編成が存在した。2両編成はN51 - 58の8組16両が大糸線・篠ノ井線運用を主体に運用された。3両編成のうちN1 - 14・16編成はしなの鉄道線ならびにJR東海乗入対策施工車で、JR東海ATS-STに対応する速度照査機能付加のATS-SN●と対応方向幕を装備搭載する。1000番台の中間車側貫通扉は通常はステンレス無塗装であるが、N7編成のクモハ115-1070では300番台以前と同様の鋼製のものに交換されている。N21 - 33編成はJR東日本管内専従で運用された。
3両編成は中央本線甲府 - 松本 - 塩尻（辰野支線も含む）・篠ノ井線・信越本線篠ノ井 - 直江津 - 柿崎・大糸線松本 - 信濃大町のほか、しなの鉄道篠ノ井 - 小諸・JR東海区間の飯田線辰野 - 飯田・中央本線塩尻 - 中津川への乗入れ運用に充当された。臨時列車では諏訪湖祭湖上花火大会に伴う増発、2008年・2009年4月の「高遠さくらまつり号」、2008年2月23日の「スワいち号」、2008年6月6日 - 8日の「木曽漆器まつり号」、2009年の「ほろよい上諏訪街道号」での運転実績がある。
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C編成の定期運用は立川 - 松本ローカル列車専従で充当された。その他は出入庫を兼ねた松本 - 長野1往復・篠ノ井線松本→明科区間列車のみのため松本・小淵沢・甲府・大月・高尾・豊田で夜間滞泊が続くのが特徴であった。代走や臨時列車としては大糸線代走運用、豊田車両センターM40編成検査・故障時の快速「むさしの」代走運用、「ひまわり号」へ投入された実績がある。
N編成の2両編成で残存したN51- 54・56 - 58編成は、2013年3月16日ダイヤ改正でしなの鉄道での運用に転用され、同年6月1日付でしなの鉄道へ譲渡された。
211系の転入により置き換えが進められ、2014年3月15日ダイヤ改正でJR東海区間への運用を終了した。N編成はN27編成が新潟車両センターへ転出したため同年4月時点でN1 - 14・16・21 - 26・28 - 33の27編成が在籍したが、同年度上半期中にN8・22・23・26・28・30・31編成は廃車、N3・6・11・14・25編成は新潟車両センターへ転出した。
C1編成は2014年3月25日に信州色から横須賀色へ塗装変更され、翌26日から運用に復帰した。N9編成は2014年3月に湘南色へ塗装変更された。
国鉄115系電車 運用
211系の転入により、N編成の3両編成は2015年3月14日改正で定期運用を終了した。JR東日本115系のしなの鉄道乗り入れもこの改正で廃止となった。N1・7・12・13・21編成は北陸新幹線金沢延伸開業に伴う並行在来線区間の信越本線長野 - 直江津間第三セクター化に伴いしなの鉄道へ譲渡、N2・4・5・10・16・24・29・32・33編成は廃車された。
6両編成のC編成は2014年4月時点ではC1 - 14の14編成が在籍したが、211系の転入により置き換えが進められ、N編成に続き2015年10月28日に定期運用を終了した。C3編成は2015年に新潟車両センターへ転出してL99編成となったが、それ以外の編成は2014年度上半期にC2・4・5編成、2014年度下半期にC6 - 11編成、2015年度上半期にC12・13編成 C14編成のクハ115-1106を除く5両、2015年10月にクハ115-1106が廃車となった。
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営業用として最後まで残った長野総合車両センターの115系は、湘南色復刻車のN9編成と横須賀色復刻車のC1編成であった。長野総合車両センターの115系の営業運転は、2015年11月22日に運転された団体臨時列車「中央本線開業110周年記念〜ありがとう115系C1編成」を最後に終了となった。C1編成は2015年11月25日に廃車、N9編成は同年12月17日付で新潟車両センターへ転出した。
訓練車のN15編成は営業用車両消滅後も残っていた最後の長野地区115系車両となっていたが、2019年10月15日付で廃車となった。これにより長野総合車両センター所属の長野・松本地区用115系はすべて消滅した。
御殿場線で1968年の電化より運用されていた旧性能電車72系の置き換え用として、1979年に東北・高崎線への115系1000番台投入で捻出された基本番台4両編成11本計48両が小山電車区から沼津機関区へ転入した。身延線が新性能化された際に共用可能なよう低屋根車800番台を組み込んだ4両編成となり、1979年9月より御殿場線での営業運転を開始した。御殿場線の72系は同年10月にさよなら運転が実施され、営業運転を終了した。
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身延線に残る旧性能電車も置き換えの対象となり、2000・2600番台が新製投入されて1981年8月より営業運転を開始した。編成はクモハ115形を含む4両編成が基本で、車体塗装は赤2号地色にクリーム10号帯の通称「身延色」が採用された。当初はクモハ115-モハ114+クハ115-クハ115とクハ同士を背中合わせにした変則編成で、編成中央部の乗務員室でのドア扱いが考慮されていたが、短期間でクハ115+クモハ115-モハ114-クハ115の編成に組み替えられて変則編成は消滅した。
32系・42系・40系・51系などの身延線旧形電車は、アコモデーション改造車のモハ62系を除いて1981年8月に運用を終了した。郵便・荷物合造車のクモハユニ44形もクモユニ143形の新製により置き換えられ、クモユニ143形は115系と同様の身延色に塗装されて運用された。
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1984年2月のダイヤ改正では、御殿場線・身延線ともに4両編成から3両編成に短縮された。モハ115形が先頭車化改造でクモハ115形500番台になるとともに、捻出されたクハが越後・弥彦線電化用に転出している。この改正では岡山・広島地区の0番台も転入しており、低屋根車と通常屋根車が混在したことから、御殿場線と身延線の共通運用はできなかった。旧性能電車で唯一残っていた身延線のアコモデーション改造車モハ62系もこのダイヤ改正で運用を終了し、1986年に廃車となった。
1985年3月のダイヤ改正では三鷹電車区から低屋根車800番台ユニットが転入し、差し替えられた0番台ユニットが新前橋電車区へ転出した。これにより御殿場線・身延線の共通運用が可能となり、予備車1本削減による捻出車が増発列車に投入された。
1986年11月のダイヤ改正では、沼津機関区の配置車両が静岡運転所に移管された。中央西線の中津川以北で運用される車両は松本運転所の受け持ちであったが、分割民営化を見据えて神領電車区（現・神領車両区）に移管された。低屋根車を含むクモハ115-520+モハ114-831は岡山電車区へ転出した。国鉄最末期の1987年には静岡運転所の一部編成が豊橋機関区に転出し、飯田線での運用が開始されている。
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国鉄分割でJR東海に継承された115系は、1988年度より湘南色への塗装変更が行われ、身延色は消滅した。同年度からはC-AU711系集約分散式冷房装置による冷房化も開始され、0番台車は補助電源装置を設置して5000・6000番台に改番、冷房準備車の1000・2600番台はAU75系用の塞ぎ板を残したままC-AU711形が搭載された。S1編成（クモハ115-1039+モハ114-1053+クハ115-1040）はC-AU711系冷房の試作改造車で（前述）、室内冷房風道形状が量産改造車では室内灯と一体化されているのに対し、単独であるなどの相違が見られた。
1989年には211系の増備で115系0番台の廃車が発生するとともに、JR東海の115系は静岡運転所への集中配置となった。編成は0番台の補助電源付き冷房改造車5000番台の編成がN編成、身延線用低屋根車2600番台を含む編成がB編成、元松本運転所所属の1000番台を主体とする編成がS編成に区分された。身延線と沼津・静岡方面の直通列車や入出区・検査回送などで東海道本線を走行することもあった。
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B編成はクモハ・クハ115形2000番台と身延線低断面トンネル対応のモハ114形2600番台から組成される編成で、東海道本線・御殿場線・身延線・飯田線で運用された。S編成は1000番台主体の編成で、大半が国鉄時代に松本運転所から神領電車区に転入した経歴を持つ。クモハ・モハのユニットは全車が1000番台グループであるが、クモハ115形の8両中5両は国鉄時代に先頭車化改造された1500番台であった。
S編成のクハ115形はサハ115形0番台の先頭車化改造車600番台が8両中6両、1000番台と大型前照灯の0番台が各1両となっている。S8編成の大型前照灯車クハ115-188は1985年に三鷹電車区から転入した。車内は大半が未更新であるが、S2編成のクハ115-616のみ室内化粧板・ドアをクリーム系色に交換・塗装変更が施工された。
飯田線で運用されていた165系が2扉のため通勤・通学輸送時の運用に障害があったことから、中央西線用の115系が165系と入れ替わる形で飯田線に転用された。飯田線では豊橋 - 茅野・長野間と広範囲で運転された。
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1998年（平成10年）の身延線全通70周年記念として、B4編成（クモハ115-2004+モハ114-2604+クハ115-2025）が約1年間限定で「身延色」に復元された。ただし名古屋工場担当者の手違いで2日間だけワインレッド（赤2号）ではなく茶色（ぶどう色2号）の地色で運転された。これはリリース文で「ぶどう色の電車」が「ぶどうをイメージした色」の意味合いで書かれたものを工場側で国鉄色の色名である「ぶどう色」と誤解したことによる。
中央西線は165系への置き換え以降は長らく115系の走らない線区となっていたが、1998年12月のダイヤ改正でJR東日本からの乗り入れ列車が中央西線・飯田線ともに従来の169系から115系に変更され、中央西線での115系の走行が復活した。飯田線快速「みすず」ではJR東海の115系がJR東日本管内に中央本線・篠ノ井線を経由し長野まで乗り入れる運用が1日1往復あった。
身延線での冬期の霜取りは3両編成に無動力のモハ114形を組み込んだ変則4両編成で行われていたが、1998年にB8編成のモハ114-2608に霜取りパンタグラフが搭載されたため、編成の変更が解消された。このため同編成は、冬期間は身延線限定運用としたほか、2007年の営業運転終了後も残存した。
国鉄115系電車 運用
C-AU711系冷房試作車のS1編成は2006年9月に廃車解体された。クハ115-188は原型前照灯のまま2006年11月に廃車となり、同年12月2日に浜松工場で解体された。B5編成（クモハ115-2005+モハ114-2605+クハ115-2026）は車両故障で運用を離脱したS4編成の代替として2006年12月にS編成運用に転用され、運用から外れたS4編成は修復されないまま2007年に廃車となった。
2006年4月1日時点では静岡車両区にB編成13本とS編成8本（いずれも3両編成）が残存していた。313系の増備により2007年3月で運用を終了し、全廃となった。
民営化後のJR西日本近畿地区アーバンネットワーク各線は利用客が増加し、京阪神地区の新快速で運用されていた117系は2扉で乗客増加への対応が困難となったことから、新快速には1989年より3扉転換クロスシートの221系の投入が開始された。近畿地区の近郊形電車3扉化を進めるため、1992年に宮原電車区（現・網干総合車両所宮原支所）から岡山電車区（現・下関総合車両所岡山電車支所）に転出した117系と入れ替わる形で115系300番台・1000番台の計31両が岡山電車区から網干電車区（当時）に転出した。
国鉄115系電車 運用
115系は網干電車区転入に際して高速化改造が行われ、所属する113系と同様に京阪神快速で共通運用された。JR東海管内の大垣まで乗り入れる運用も存在した。7両編成および4両編成を組んだが、7両編成ではクモハ115形を含む6M1T(Mc+M'+M+M'+M+M'+Tc)と電動車比率が高い編成も存在した。1994年には岡山地区の冷房化推進のため一部編成が岡山電車区へ転出し、高速化仕様のまま岡山地区で運用された。
1995年1月17日に発生した阪神・淡路大震災では東海道・山陽本線が寸断され、岡山電車区に転出していた高速仕様車が西側区間の復旧輸送に貸し出し運用された。復旧後も新快速増発用221系の補充として快速で運用されるなど、車両受給が安定するまで貸し出しが続けられた。
6M1Tの編成は1999年5月10日のダイヤ改正で運用を終了し、クモハ115形+モハ114形ユニット計6両は舞鶴線電化用として転用された。
以後はクハ111形およびサハ111形と4両および7両編成を組成したが、2004年10月16日ダイヤ改正で運用を終了し、下関地区に転出した。これにより京阪神地区の配置が無くなった。
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国鉄時代の1986年の福知山線電化開業により113系800番台が福知山運転所（当時）に配置されたが、運用数増加に伴ってJR化後の1987年に115系が岡山電車区から4両編成1本、続けて3両が転入した。いずれも非冷房車で、4両編成1本は黄色に青帯の旧福知山色に塗装された。非冷房編成1本は1991年に廃車となった。
1988年11月には岡山電車区から冷房車の115系1000番台4両編成2本が転入し、K13・K14編成となった。下り方先頭車はクハ111形300番台からの改造編入車であるクハ115-604・605であり、この2両はWAU102形冷房装置の搭載車で前照灯も大型白熱灯であった。1991年度にはモハ114形に霜取り用パンタグラフが増設され2基搭載となった。
K14編成は1993年に組成変更され、3両のY1編成となった。同編成からクハ115-1118+モハ115-1055が岡山区に転出し、車両交換をする形でクモハ115-1551が転入し組成された。
国鉄115系電車 運用
1999年10月の舞鶴線電化開業により、モハ114形のクモハ114形化・ワンマン運転対応などの6000番台化改造工事を施工されR編成5本（R1 - R5）として転入した。網干区および岡山区所属のクモハ115形+モハ114形ユニット5組10両より改造されたもので、山陰本線京都 - 城崎間と舞鶴線で113系5300・5800番台S編成と共通運用された。京都 - 園部間では京都総合運転所所属113系との併結運用も存在した。
3両編成のY1編成は1999年5月に消滅した。福知山運転所の115系配置両数は、2両編成のR編成5本と4両編成のK13編成1本を合わせて計14両の配置となった。
K13編成は福知山線全線で113系K編成と共通運用されたが、2004年6月に運用を離脱、下関地域鉄道部に転出しC43編成となる。K・S編成による福知山線運用は同年10月16日ダイヤ改正で消滅した。
2008年から223系5500番台が投入されたため、R編成は5編成中4編成が下関総合車両所に転出し、老朽化したクモハ115・114形550番台を置き換えた。この結果、福知山電車区の115系の配置はR1編成の1本のみとなった。
国鉄115系電車 運用
2010年3月13日ダイヤ改正で山陰本線京都 - 綾部間での運用を終了し、その後は113系2両編成と共通で、舞鶴線・山陰本線綾部 - 城崎温泉間で運用された。
R1編成は2012年8月30日付で京都地域色となる緑色の単色に塗装変更された。
2022年8月9日付でR1編成の2両（クモハ115-6510+クモハ114-6123）が廃車され、福知山地区の配置が無くなった。
岡山電車区への115系の配置は1976年の在来車転入からで、80系電車置き換えのため北関東地区より0番台44両が転入したのが最初である。1978年からは1000番台も新製配置された。
1984年の越後線・弥彦線電化開業、1985年の御殿場線短編成化をはじめ関東地区との車両転配も数多く実施されており、分割民営化直前には211系投入により捻出された300番台も転入した。300番台は1986年に三鷹電車区から転入のMc+M'+Tc元横須賀色車と小山電車区から下関運転所転出後の1993年に岡山電車区へ再転入してきた車両で、当区新製配置車両は1000番台のみである。
宇高連絡船に接続する宇野線の快速は、1980年12月に宮原電車区の113系から岡山電車区の115系へ置き換えられた。113系時代に有ったグリーン車の連結は無くなったが、最長12両編成での運転も行われた。
国鉄115系電車 運用
1982年7月1日に伯備線と山陰本線伯耆大山 - 知井宮（後の西出雲）間が電化開業となり、115系1000番台6両編成が岡山電車区に追加投入された。電化開業時の1982年7月現在で6両編成61本の306両（0番台非冷房車が20編成120両、1000番台冷房車が31編成186両）が配置された。伯備線電化開業では荷物電車クモニ143形も新製投入されており、115系と連結しての運転も行われた。
広島地区で1982年に試行された短編成高頻度運転「シティ電車」が好成績であったため、同様の施策が1984年に岡山地区にも導入された。6両編成を3・4両編成に短縮し、奇数向きクハ115形が余剰となって首都圏に転出し、不足する偶数向きクハ115形が新前橋から転入した。山陽本線等は4両編成が、伯備線は3両編成が主体となった。
国鉄115系電車 運用
4両編成に短縮するにあたり、新製配置された1000番台6両編成 (TcMM'MM'Tc) を編成中間で分割し上り方3両 (TcMM') に制御車 (Tc)を組み込んだが、3両編成化による奇数向き制御電動車（クモハ115形1500番台）の増加に対して岡山区全体で偶数向き制御車が不足したため0番台やクハ111形改造編入車の600番台（ともに非冷房車）が充当された。0番台非冷房車で組成された6両編成(TcMM'MM'Tc)の短編成化により、1985年3月ダイヤ改正でMM'ユニット1組を減車して組成された4両編成も組成された。
B編成となる0番台非冷房車4両編成は1985年4月時点で14編成、1986年11月時点で12編成が在籍した。編成バリエーションには中間にクモハ115形を組み込む編成(TcMcM'Tc)も存在した。K編成は岡山地区短編成化に伴い組成された4両編成が祖であり。当初は下り方先頭車が非冷房のクハ115形0・600番台、そのほか3両が1000番台で組成された。
D編成となる3両編成は岡山地区短編成化に伴い組成された3両編成グループが元である。1985年4月の時点で18本、1986年10月の時点で40本が存在した。当時は1000番台で構成されたD1 - 34編成と後述する三鷹電車区から転入の300番台（当初はF編成）で組成された。
国鉄115系電車 運用
国鉄最後の1986年11月ダイヤ改正では、中央東線用であった300番台3両編成6本が三鷹電車区から岡山電車区へ転出した。F1 - F6編成に区分され、F編成は当初の「山スカ色」から「湘南色」への塗装変更が施工された。この編成は後のD22 - D27編成となるグループである。
1990年代中期までは基本番台・800番台の非冷房車も所属しており、非冷房のまま1992年に廃車されたモハユニット・クハ115形トップナンバーの最終配置も当区所属であった。このうちクハ115-1は1963年1月31日の落成で宇都宮運転所に新製配置、1977年に小山電車区から岡山電車区へ転出、非冷房のまま1992年8月に廃車となり保存されることなく解体された。
1992年には関西地区新快速の221系増備で捻出された117系が宮原電車区から岡山電車区へ転出し、交換で115系の一部が京阪神快速増発用として網干電車区へ転出した。岡山地区に転用された117系は山陽本線快速「サンライナー」で運用された他、中間電動車ユニットの一部が115系に編入され、モハ115・114形3500番台となった。3500番台は4両編成のうち1000番台冷房車3両と非冷房クハ1両の4両編成であったK編成に組成され、捻出された電動車ユニットが3両編成グループ5本とともに網干電車区に転出した。
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非冷房車の置き換えも順次行われ、4両編成全車が非冷房のB編成は下関運転所の115系300番台や関西地区の103系転入で、4両編成中1両が非冷房のK編成は網干電車区の113系・115系、日根野電車区の113系クハ111形転入と115系編入改造により冷房化が推進された。網干区からの転入車は高速化仕様のまま岡山地区で運用された。K編成は1994年から非冷房の下り方先頭車を冷房車のクハ115形300・600・1000番台に組み替え全車冷房化された。
1995年1月17日に阪神・淡路大震災が発生した際は、復興輸送として岡山電車区の115系が関西地区に貸し出された。貸出期間中の岡山地区では115系非冷房車が運用されたほか、113系が関西地区から貸し出されP編成となるなどの対応が行われた。復興とともに貸し出し車両は返却され、非冷房車も大部分が廃車となった。1997年までに0番台非冷房車のB編成は消滅し、最後まで残存した非冷房車のクハ115-75は1999年に下関地域鉄道部下関車両管理室へ転出後、約2か月運用されただけで廃車された。
1999年の舞鶴線電化用としてD編成2本が福知山電車区に転出し、モハ114形は先頭車化改造車の6500番台となった。舞鶴線ではクモハ115・114形の2両編成となった。
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2000年より体質改善工事が開始され、1000番台以降の車両を対象に施工された。このうち2000年に40N体質改善工事を施工されたA10編成はクハ115-1146+モハ115-1086+モハ114-1150+クハ115-219の4両編成であり、0番台であったクハ115-219は体質改善車に合わせた張り上げ屋根化と通風器撤去が行われたが、窓枠や座席などの交換は行われず存置された。K編成に組み込まれたクハ115-622でも同様の通風器撤去と張り上げ屋根化の改造が2001年に施工されている。
2001年の伯備線・山陰本線ワンマン化に対応するため、当時の115系1000番台3両編成のD編成を種車に8編成が2両編成化され、前面切妻非貫通のクモハ114形を含むG編成となった。2両編成化で捻出されたクハ115形1000番台はK編成のクハ115形600番台の置き換えに転用された。
A10編成の張り上げ屋根車クハ115-219は、D編成の2両編成化で捻出されたクハ115-1206に差し替えられた。クハ115-1206は2003年に30N体質改善工事を施工されたため、A10編成は40N車と30N車が混在する編成となった。張り上げ屋根車のクハ115-219とクハ115-622はいずれも2001年に下関地域鉄道部へ転出している。
国鉄115系電車 運用
早朝深夜には岡山電車区の115系が山陽本線の西明石まで乗り入れる運用が存在したが、2002年3月23日のダイヤ改正で姫路発着に短縮されたため、115系岡山車の姫路以東への乗り入れは消滅した。
香川県の金刀比羅宮の観光キャンペーンとして、2003年10月に115系D27編成3両が全面広告の黄色塗装となり、「こんぴら編成」と通称された。2006年12月までこの塗装で運転されたのち、網干総合車両所で湘南色に復元されている。
2004年には4両編成のA編成のうち4本（A05・08・09・11編成）で、クハ1両を外した3両編成に改造され、モハ115形の先頭車化改造車で貫通型切妻の運転台を有するクモハ115形1600番台が登場した。編成はD28 - D31編成となった。この関係でA編成の編成番号に欠番が生じている。
2004年の台風16号による高潮のため、宇野線宇野駅構内で留置中のD18編成が水没した。一時使用不能となったが網干総合車両所で長期にわたる修理の後に復帰した。
ATS-P（拠点P）が設置された山陽本線上郡駅以東へ営業列車として入線するため、2007年よりATS-P搭載工事が施工開始され、2009年度にG編成を除き完了した。