外房線
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以下で使用種別について特記ないものは普通列車に使用。
72系（32系からの改造車を含む。津田沼電車区所属）
101系
1972年の電化当初より比較的短期間で使用されていた。もともとは総武線緩行電車用としていた編成で気動車時代のダイヤを踏襲して両国から安房鴨川への臨時快速電車に充当してきたが、113系の追加投入により消滅。以降は総武緩行線へ転じた。
103系（通勤快速・京葉線快速）
1990年の京葉線東京開業とともに京葉線直通の快速で運用された車両だが、東金線成東方面へ分かれる編成のため途中の誉田での切り離しを考慮した分割編成のみが乗り入れていた。たいてい蘇我寄りの付属4連がクモハ103形を先頭とするAU712形分散冷房装置搭載編成(Mc-M'-T-Tc)で、付属編成がATCタイプのクハ103形率いるAU75系冷房装置搭載編成(Tc-M-M'-Tc)は当初2編成程だった。205系の投入により京浜東北線で運用を終えた103系のほかに武蔵野線運用へ回した都合による入れ替えなどで一部埼京線から転属した編成もあった（埼京線もやはり205系の投入によるもの）。1995年頃までは分割編成のみの体制を維持してきたが1990年代後半になると快速増発や205系の検査予備確保目的により、209系の投入に伴い京浜東北線から転属した京葉線103系史上初10連貫通編成も登場し（AU75搭載でユニット窓のサハ103形も暫定開業時の東京モーターショー輸送対応で習志野区から借り入れた編成と武蔵野線列車を除けば開業以来の初登場）かつ205系の検査代走も行った。
113系（総武線快速・普通）
1972年の電化時より2011年8月まで使用された車両。千葉地域ローカル編成は1990年代前半まで快速以外のほとんどが地下対応1000番台非冷房車（または115系寒冷地域で見られた冷房準備車）であったため、グリーン車（成田空港対応サロ113形・サロ110-1200またはサロ124形）つきの横須賀・総武線直通快速列車との格差が大きく出ていた。さらには都心直通をやめた冷房準備車も運用に付く結果となった。国鉄末期には静岡鉄道管理局から転属してきた湘南色のほか、阪和線から転入してきた阪和色のままの車両などの混結も存在していた。総武線直通の快速では1998年に運用終了した。ローカル編成で改善が見られていたのが国府津電車区からの転入車でAU75系の冷房装置付であった。本格的な改善はJR化後で東海道線への211系の投入で捻出された冷房付シートピッチ改善車2000番台によって非冷房車の置き換えが始まった。この状況は1990年代後半以降も続き、横須賀線へのE217系導入によって冷房付1500番台も移籍してきた。2004年になると、E231系の投入で国府津車両センターからの転入も加速してAU712形冷房装置搭載の113系1000番台は淘汰され、2004年から引退時までの時点でAU75系搭載地上型基本番台・2000番台・1500番台の3種類へ移行した。
153系（急行・普通）
165系（急行・普通）
1972年の電化時より投入されたこれらの車両は、東海道線の急行「伊豆」系統で運用車両の見直しや山陽新幹線開業で廃止された山陽本線急行などからの捻出車でありかつ大阪鉄道管理局・広島鉄道管理局に所属していた車両であった。これらの車両を使う急行などが新宿・両国発着だった背景は気動車時代もさることながら、総武地下線（東京 - 錦糸町間）ではすでにATC化されていたこともあり入線できないためだった。1982年の急行廃止後は、165系の一部を残して廃車された。
183系（特急・特急の普通区間）
1972年の電化時に投入された先頭部貫通式基本番台のみで維持してきたが、1982年になると上越新幹線開業に伴い廃止された在来線特急「とき」で使用されていた新潟鉄道管理局新潟運転所（現在の新潟車両センター）所属の耐寒形1000番台車が房総急行廃止と引き換えで転属してきた。これまで先頭車が貫通型の基本番台のみだった千葉局では初の非貫通車であり、当時はATCの関係で先頭車がクハ183形1000番台のままでは入線できなかった都合からATCを設置する改造（または完全新製）で1500番台とした。上越用12両編成のままでは過剰であったことから、付随車サロ183形では基本番台同様MG/CPなしの1000番台のみが選出された。残ったモハユニットやサロ183-1100は「あずさ」用に松本へ移され、または「あさま」増発のため189系へ編入改造を受けて長野へ転属した。
255系（特急・特急の普通区間）
1993年運用開始。2024年3月16日のダイヤ改正をもってE257系に置き換えられ、定期運行を終了した。ただし、車両不足などを理由に一部の定期列車では同年6月29日まで255系の使用が継続された。2024年9月8日の「ビューわかしお」をもって営業運転を終了した。
201系（通勤快速・京葉線快速）
2000年から2001年にかけて、中央・総武緩行線がE231系化され、捻出された201系が103系の置き換えで2000年から京葉線に投入され、外房線直通列車にも運用された。関西地区ではすでに京阪神緩行線で登場していたスカイブルー塗装の201系は関東地区では初である。普通列車として使用されていたこともあり状態は良好であったので中央線快速の201系とは対照的であった。2007年から中央線快速で使われていた10両貫通編成も2編成転入し2008年まで運用された。2011年に京葉線・外房線での運用を終了した。
205系（通勤快速・京葉線快速・普通）
1990年の京葉線全面開業時に快速用として投入された、これまでから一転したデザインの正面スタイル（通称:京葉仮面、メルヘンマスク）の編成が、朝夕の通勤快速と平日の一部直通列車で蘇我を介して上総一ノ宮まで乗り入れた。乗り入れは12編成(Tc-108〜119)あるこの編成限定で行われた。この編成限定という断りがあるのは、京葉車両センターに配置された205系に110km/h運転対応がなされておらず京葉線内限定運用であった山手線からの転入車が存在するためである。
211系3000番台
高崎線・宇都宮線の普通列車がすべてグリーン車付きとなったのを受けて、編成間調整などにより2006年に高崎車両センターから幕張車両センターに転属してきた。千葉地区投入時に帯色が湘南色から黄色と青に変更された。この帯色は2009年に千葉地区に投入された209系へ踏襲された。これまでの113系が最短4両編成、最長6両編成であったのに対して211系は最短でも5両編成のため閑散時では半端となった。そのため、113系の根本的な置き換えには至らず、2011年に外房線での運用を終了した。
クモハユ74形
クモユニ74形
1972年の電化から1986年のクモユニ143形の転入まで使用された72系改造の郵便・荷物電車。これまでの気動車に代わり、田町電車区・神領電車区・大垣電車区から転入してきた100番台であった。両国から千葉地区各路線向け（輸送品目は新聞である）に4両連結で千葉まで運転され、総武・成田・内房・外房各路線に千葉で1両切り離すことにより1列車ずつ普通列車と併結し外房線では内房線とともに安房鴨川へ往復して千葉から各線から戻った車両を連結して両国まで4両で運転するダイヤだった。転入当時はすべてが湘南色だったため異彩を放っていたが大船工場入場時に順次横須賀色へ変更した。そして、1986年に運転が終了した。
クモユニ143形
1972年の電化以来使用していたクモユニ74形が老朽化したことに加え、国鉄末期に郵便荷物輸送が廃止された最中で房総半島での交通事情によりJR化後も唯一存続が認められた千葉地区に長岡運転所から国鉄時代の1986年に4両が転入した郵便・荷物電車。全車とも近畿車輛製で、1981年に製造され1985年まで沼津機関区に配置され身延線で使用されていた。4両のうち1両だけが身延線色（他は湘南色）を纏い、異彩を放っていた。両国から（輸送品目はやはり新聞である）2両連結で千葉へ。千葉で切り離してそれぞれ外房線・内房線の普通列車と併結しともに安房鴨川まで往復し、千葉から2両連結して両国へ戻る運用だった。工場入場時より横須賀色へ変更されて千葉地区で過ごしていたが、輸送の合理化で1996年に運用を終了した。
113系
113系湘南色と横須賀色の混色編成
京葉線直通列車で使用されていた205系
（2004年4月10日 舞浜駅）
211系