国鉄415系電車
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九州地区では1960年に421系試作車4両編成2本が投入され、雑餉隈駅（後の南福岡駅）に隣接して開設された南福岡電車区に配置された。最初の試運転はすでに交流20 kV・60 Hzで電化されていた北陸本線で実施後、九州での各種試験運転を実施した。
1961年からは量産車も配置され、1961年6月1日の鹿児島本線門司港駅 - 久留米駅間交流電化開業より営業運転を開始した。運用区間は門司港駅 - 久留米駅間のほか山陽本線の門司駅 - 徳山駅間ならびに宇部線で、山陽本線下関駅 - 小郡駅間が鹿児島本線と同日に直流電化されている。編成番号は先行試作車2編成がA1・A2編成、量産車はA3編成以降となった。小倉駅 - 博多駅間では快速電車が8往復設定され、同区間の所要時間は58分、折尾駅 - 博多駅間はノンストップ36分で運転された。
運用開始直後は初期故障が多発し、高速運転中に平滑リアクトルや変圧器などの交流機器ダウンが頻発したという当時の関係者の話が残されている。山陽本線では併用されている蒸気機関車の煤煙が架線に付着してパンタグラフの集電を阻害し、場合によっては糸ノコギリ状となりパンタグラフの摺板が溝状に削れて破損することもあった。さらに関門トンネルや海岸線沿いを走行した際の塩害などにより碍子の閃絡事故が相次いで発生したため、一部列車を客車や気動車で代走することがあった。
1963年3月には鹿児島本線の電化区間が荒木駅まで延長された。1964年11月には関門連絡船廃止により関門トンネルを通過する普通列車が増発され、1965年1月より423系が投入された。編成番号は421系A編成の続き番号であった。1965年10月には鹿児島本線が熊本駅まで電化され、421系・423系の運用区間も鹿児島本線の熊本駅から山陽本線の徳山駅までの範囲に拡大した。
1966年10月には日豊本線小倉駅 - 新田原駅間が、翌1967年には新田原駅 - 大分駅 - 幸崎駅が電化された。この幸崎電化に合わせて大分電車区が開設されており、南福岡からの転属車を含めて13編成が配置された。大分電車区所属車はF編成となったが、編成番号の数字は相互に転属した際も変更されなかった。
1966年11月1日には難読駅であった雑餉隈駅が南福岡駅に改称された。1970年には鹿児島本線が鹿児島駅まで電化されたが、この時点での421系・423系の運用範囲拡大はなく従来通り熊本駅までであった。
1974年には日豊本線の客車列車置き換えと快速列車増発を目的に415系0番台が投入され、北九州地区の輸送改善用としても増備された。415系の編成記号はBが定められた。山陽新幹線博多開業の1975年3月改正では鹿児島本線の運用範囲が八代駅まで延長された。
1976年の長崎本線・佐世保線電化では485系による電車特急「かもめ」「みどり」が運行を開始したが、415系列も肥前山口駅で分割併合する博多駅 - 長崎駅・佐世保駅間の快速列車1往復が設定された。
1978年からは北九州地区にシートピッチ拡大車の415系100番台が投入されたほか、日豊本線では大分電車区に415系が初配置され、運用範囲も佐伯駅まで拡大した。1979年には421系試作車4両編成2本が廃車となった。大分電車区配置の415系の編成記号はFである。1980年からは長崎本線・佐世保線のホーム嵩上げにより電車普通列車が増発された。
1980年代半ばより福岡・北九州都市圏周辺で運転されていた列車に「マイタウン電車」（分割民営化後は415系用デザインの「タウンシャトル」）のヘッドマークを掲出して運転した実績がある。
1986年には常磐線で使用されていた415系のロングシート車500番台5編成が南福岡電車区に転入し、421系5編成が置き換えられた。国鉄末期の1986年9月には415系1500番台の13編成52両が南福岡電車区に新製配置され、421系13編成が運用を離脱した。この時期より九州地区の一般型鋼製車の塗装変更が検討されるようになり、クリーム10号（アイボリーホワイト）の地色に青23号の帯の組み合わせが採用された。
分割民営化後時点では185両（鋼製車133両・ステンレス車52両）が所属し、421系・423系を含めて332両がJR九州に承継された。1997年には415系15編成が南福岡電車区から門司港運転区へ転属した。813系・815系の増備により、421系は1996年に、423系は2001年に全廃となった。
1995年には交直流近郊形電車の編成番号がFに集約され、これに所属区所の記号を添える方式に変更された。南福岡区はM、大分区はO、門司港区はJが定められた。
2001年10月6日には筑豊本線折尾駅 - 桂川駅間と篠栗線の電化に伴って福北ゆたか線が開業し、817系の投入に加えて朝夕ラッシュ時には415系も乗り入れるようになった。このうち折尾側では従来使用されていた50系による客車列車の運用を継承する形となった。
2002年3月改正では415系の宇部線乗り入れが廃止された。2005年10月1日改正ではJR西日本受け持ちの寝台特急「彗星」の廃止とともにJR九州415系の下関以東乗り入れが廃止され、JR西日本の気動車による九州乗り入れも終了した。山陽本線下関以東の旧415系運用分はJR西日本117系の下関地区転入車に置き換えられた。
2007年には鹿児島本線・日豊本線の川内駅 - 鹿児島中央駅 - 国分駅間での運用が開始されている。福岡地区への813系投入で捻出された南福岡電車区の415系500番台が鹿児島総合車両所（2011年より鹿児島車両センター）に転属し、老朽化した鹿児島ローカル用475系が置き換えられた。編成番号に添えられる記号はKである。鹿児島車両センター所属車は交直切替スイッチを交流側に固定しているため関門トンネルの走行は不可である。[要出典]
2009年にはJR東日本から運用短縮で余剰廃車となった4両編成x3本（1500番台1本、500番台2本）計12両が譲渡されたが、2012年の817系3000番台運用開始に伴い南福岡配置車を中心に普通鋼製車から順次置き換えが開始された。0・300番台はこの置き換えで消滅している。2016年3月までは小倉総合車両センター門司港車両派出（旧・門司港運転区）にも配置されていた。2019年には415系の置き換え用に投入された821系の営業運転が開始された。
2021年（令和3年）4月1日現在、南福岡車両区に1500番台8本32両、大分車両センターに100・200番台18本、1500番台6本、500・600番台1本の計25本100両、鹿児島車両センターに500・600番台6本24両を配置されていた。
2022年（令和4年）9月23日のダイヤ改正で、鹿児島車両センター・大分車両センター所属車（鋼製車）は営業運転を終了し、残るは1500番台のみとなった。運用範囲も鹿児島本線久留米駅以南、日豊本線大分駅以南、筑豊本線、豊肥本線、長崎本線佐賀駅以西での運用を終了し、鹿児島本線の快速列車での運用も一旦終了した。415系は同社唯一の交直両用近郊形電車であり、関門トンネルから直流電化の山陽本線下関駅へ乗り入れる運用のほか、九州島内では鹿児島本線（門司港駅 - 荒尾駅間）・日豊本線（小倉駅 - 大分駅間）・長崎本線（鳥栖駅 - 佐賀駅間）の列車に充当される。
2023年（令和5年）6月1日からは平日運転の臨時快速列車で運用されるようになった。2024年（令和6年）3月16日のダイヤ改正で、鹿児島本線での8両編成での運用が増加し、小倉駅 - 荒尾駅間では快速列車での運用が復活した。