国鉄165系電車
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→「あかぎ (列車) § 両毛線優等列車沿革」、「草津 (列車) § 吾妻線優等列車沿革」、「おはようとちぎ・ホームタウンとちぎ § 東北本線黒磯駅以南区間（現・宇都宮線）及び日光線以外の周辺各線優等列車沿革」、「日光 (列車) § JR東日本新宿駅 - 東武日光駅・鬼怒川温泉駅間直通特急列車及び国鉄・JR東日本日光線優等列車沿革」、および「水上 (列車) § 上越線越後湯沢駅以南在来線優等列車沿革」も参照
急行「なすの」
1984年
本系列落成以前の東北本線黒磯以南および日光線直流急行型電車運用には田町電車区（→田町車両センター→現・東京総合車両センター田町センター）配置の157系が準急「日光」「中禅寺」「なすの」「湘南日光」で運用されていた。しかし157系は東海道本線東京 - 大阪間不定期特急「ひびき」にも充当されており、1963年4月20日から輸送力増強を目的に1往復を定期列車化したことから、当初は東京 - 日光間「日光」1往復が新前橋電車区所属モノクラス6両編成のみとなったほかは、クモハ165形+モハ164形+クハ165形3両編成x6本計18両を田町区へ新製配置し置換えを実施。同年3月25日から上野 - 黒磯間「なすの」ならびに伊東 - 東京 - 日光間「湘南日光」で、4月25日から新宿 - 日光間「中禅寺」で運用開始。10月1日ダイヤ改正で「湘南日光」運用を新前橋区から田町区へ完全移管したことに伴い3両編成x2本が転属。24両が配置された。
上述充当列車のうち「中禅寺」は1964年10月1日ダイヤ改正で下り東京発・上り上野着に変更し新宿発着を終了したほか、1966年10月1日付で全運用を新前橋区へ移管した。
新前橋電車区（現・高崎車両センター本所）では1963年3月から配置が開始され、信越本線が電化開業した10月1日ダイヤ改正で高崎周辺発着の準急列車ならびに信越本線直通急行列車で運用が開始された。
当所は「あかぎ」「苗場」など上越線準急列車に充当されていた80系電車を置換え、上野 - 中軽井沢間準急「軽井沢2号」上野 - 水上間準急「ゆのさと」上野 - 前橋間準急「あかぎ」ではサロ165形組込の7両編成で運転されたが、上野 - 水上間準急「みくに」は2等車のみの6両編成とされ高崎以南は「軽井沢2号」と併結した。
新前橋区には中央本線狭小トンネル区間に対応させた波動輸送用としてモハ165形+モハ164形800番台ユニットのトップナンバーを含む4両編成x5本も新製配置されたが、同グループは1964年春に臨時準急「かいじ」充当のため三鷹電車区（現・三鷹車両センター）へ転出。10月1日に田町区に転出し東北本線運用にも充当されたが、1975年に神領電車区へ転出した。
新前橋区配置車は信越本線での運用が含まれていたことから、横川 - 軽井沢間（碓氷峠）でEF63を連結して牽引・推進運転に対応した横軽対策を施工。座屈による浮き上がり脱線予防策から本来は軽井沢方に組成される車両重量の大きい電動車ユニットを麓側となる横川方に組成する必要が発生した。本措置は協調運転を行う169系を含む長野運転所配置車も同様とされ、他車両基地と編成が逆向きとなる特徴がある。
その後も運用増やサロ165形完全冷房化に対応し1964年 - 1967年には新造車が新製配置された。
1965年10月1日ダイヤ改正では列車愛称一本化が進められ、上野 - 水上間準急は「奥利根」に、上野 - 前橋間準急は「あかぎ」に統一された。また、上野 - 高崎・渋川間に準急「はるな」を新設。上野 - 石打間準急「苗場」は運転区間を新潟まで延長し急行「佐渡」に発展的解消となった。
1967年6月10日に長野原線（現・吾妻線）渋川 - 長野原（現・長野原草津口）間電化完成し、同年7月1日にダイヤ改正が行われた。本改正では気動車急行の上野 - 長野原間「草津」「草津いでゆ」と上野 - 水上間「奥利根」併結列車が電車化された。引き続き「奥利根」+「草津」もしくは「奥利根」+「あかぎ」で基本7両+付属4両の11両編成で併結運転が継続された。
信越本線急行運用は1966年に新設された長野運転所（現・長野総合車両センター）と共管になったが、1967年10月1日ダイヤ改正で信越本線系統の165系はすべて長野運転所に移管された。
1967年12月にはEF63との協調運転試作車として165系900番台3両編成x4本計12両が落成配置。試験終了後の1968年に169系900番台に編入されたが、引き続き新前橋区配置のまま165系付属編成と共通運用に充当された。
1968年4月27日の御殿場線電化に合わせて運転開始された東京 - 御殿場間急行「ごてんば」は、1973年まで新前橋区の3両編成x2本を田町電車区へ貸渡名義での運用となり、東京 - 国府津間で153系と併結運転を実施した。
1968年10月1日ダイヤ改正では以下の変更を実施。
「奥利根」「はるな」を「ゆけむり」に統一改称し下り8本・上り7本運転としたほか、石打まで季節延長も実施。「ゆけむり」+「あかぎ」、「ゆけむり」+「草津」の組み合わせでの併結も実施され、基本7両と付属3両または3両編成x2本による6両の最大13両編成で運転された。
両毛線前橋 - 小山間電化完成で高崎から「あかぎ」が桐生まで直通した。
「軽井沢」は季節列車化され高崎以南では「ゆけむり」と併結された。
東北本線系統では上野 - 日光間が「日光」、上野 - 黒磯間が「なすの」に統合され、「中禅寺」「だいや」「しもつけ」の列車名が消滅。
「日光」1往復は田町電車区所属157系が、「なすの」上り白河 - 上野間1本は仙台運転所所属455系が充当された。
両毛線・水戸線電化完成に伴い上野 - 高崎・茂木・水戸間気動車急行「わたらせ」「つくばね」の併結が分離され、「わたらせ」は165系で高崎まで、「つくばね」は仙台運転所（現在：仙台車両センター）所属455系により勝田までの運転となった。
両毛線は小山口からも高崎口からも方向転換せず入線可能であり、線内に「わたらせ」で入った編成と「あかぎ」で入った編成は逆向きとなるため折り返しの際には入線した経路で戻すことが鉄則とされた。
長野運転所担当の信越急行を169系へ置換えたためにサロ165→169形改造車を除いた全車が新前橋電車区へ再転入した。
1969年4月25日には「日光」1往復に充当されていた157系を新前橋電車区所属165系に運用移管を実施。伊東 - 東京 - 日光間急行「湘南日光」は1970年10月1日に廃止された。
1971年3月7日に長野原線が大前まで延長され、路線名も吾妻線に改称された。「草津」は4往復中3往復が万座・鹿沢口まで区間延長された。1972年3月15日ダイヤ改正では「草津」全列車が万座・鹿沢口発着となったほか、「草津」+「ゆけむり」の分割併合駅が渋川から新前橋に変更された。
1972年以降は上野 - 渋川間「伊香保」も設定された。
最盛期には7両基本編成15本・3両付属編成29本を巧みに組み合わせ、3両から最大15両編成で上野を中心として急行列車から普通列車まで複雑かつ幅広い運用が行われた。しかし「軽井沢」専用サロ165形2両組込8両編成は1972年3月15日ダイヤ改正で終了したほか、1973年3月13日に発生した上尾事件がきっかけとなり、朝夕ラッシュ時間帯の通勤列車運用は以後減少した。
| 新前橋電車区165系・169系900番台編成 |
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← 上野・日光水上・軽井沢・宇都宮・黒磯 → 
基本編成
| クモハ 165 | モハ 164 | クハ 165 | クモハ 165 | モハ 164 | サロ 165 | クハ 165 |   |
付属編成
| クモハ 165 | モハ 164 | クハ 165 |   |   |   |   |   |
「軽井沢」専用編成（1972年3月15日ダイヤ改正で消滅）
| クモハ 165 | モハ 164 | クハ 165 | クモハ 165 | モハ 164 | サロ 165 | サロ 165 | クハ 165 |
1975年3月10日ダイヤ改正以降「あかぎ」下り1本を長野運転所所属169系へ運用移管し、上りは翌早朝の普通列車で上野口へ戻す運用が設定された。また北総3線電化による運用増に対応しクモハ165形+モハ164形+クハ165形3両編成x4本計12両が幕張電車区へ転出した。
東北・上越新幹線大宮暫定開業による1982年11月15日ダイヤ改正では、165系置換え用に185系200番台が特急「谷川」「白根」「あかぎ」に新製投入されるとともに急行運用を7両編成x21本に統一し「草津」「わたらせ」「草津」「ゆけむり」「軽井沢」「はるな」「日光」「なすの」のみに充当となった。
185系はダイヤ改正前の1982年3月10日より165系との共通運用に入り、この期間中は165系+185系の併結運用も実施された。また「日光」は全廃となった。
余剰車のうちクハ165形11両は松本運転所に転出し、冷房用電源の関係で編成から外すことのできなかったサハシ165形・サハ164形を置換えた。
一方で7両編成が増となったことから、サロ165形が田町電車区から6両、幕張電車区から2両転入した。
東北・上越新幹線上野開業に伴う1985年3月14日ダイヤ改正では、東北・高崎線定期急行列車全廃により同地区優等列車は185系による新特急に格上げされ急行運用が終了した。以後は日光・両毛・吾妻線などのローカル運用もしくは臨時急行列車・団体列車などの波動輸送で運用された。
2回に渡る新幹線開業により新前橋区の169系900番台はクハ455形ならびにサハ165形100番台への改造で区分消滅。165系は大幅な運用減となり、老朽余剰廃車・他形式への改造・他車両基地への転出などにより配置車両は大幅に減少し、1989年を最後にローカル定期運用を終了し107系・115系などに置換えられた。以後は残留した3両編成x11本計33両に車両更新工事を施工し波動輸送運用のみを担当した。