JR西日本681系電車
1995年2月から3月には基本編成6本(T01 - T06編成)、付属編成7本(T11 - T17編成)の合計57両が落成し、4月1日に富山・金沢・福井の各駅において展示会を実施、4月2日には富山 - 敦賀間において試乗会を実施した後、1995年4月20日ダイヤ改正で「スーパー雷鳥(サンダーバード)」として運転を開始した。681系は先行試作車を含めて8往復に充当され、区間130 km/h運転の実施により、最速所要時間の短縮を図った。また、ダイヤ改正にあわせて同月25日から「スーパー雷鳥宇奈月」「スーパー雷鳥立山」として富山地方鉄道宇奈月温泉駅・立山駅まで付属編成が乗り入れを開始した。臨時列車としては、北陸本線・信越本線を経由する「スーパー雷鳥信越(サンダーバード)」が大阪 - 長野間1往復のほか、臨時「スーパー雷鳥(サンダーバード)」88号が大阪 → 神戸で延長運転された。
1997年3月22日ダイヤ改正では、列車名称を「サンダーバード」に改称した。運行本数は8往復で現状維持である。また、同日に開業した北越急行ほくほく線経由で特急「はくたか」が運転を開始し、停車駅の少ない速達列車を中心に最高速度140 km/h(青函トンネル区間と同じ)で運行を開始した。同列車に充当するために1997年2月から3月にかけて基本編成2本(W01・W02編成)、付属編成2本(W11・W12編成)の合計18両が新製配置された。なお、同日付の組織改正により、金沢運転所は松任工場と統合の上、金沢総合車両所となった。この新製配置をもって681系の増備は終了した。
1998年11月に行われた「はくたか」編成の要部検査において、140 km/h走行による車体へのストレスによる異常は見られなかったことから、12月8日ダイヤ改正ではほくほく線区間での「はくたか」の最高速度は150 km/hに向上した。
2001年3月3日ダイヤ改正では、「スーパー雷鳥」の廃止と「サンダーバード」の増発(15往復)が行われた。「サンダーバード」用の683系36両(6両編成4本、3両編成4本)が新製投入され、富山・和倉温泉発着列車のすべてが「サンダーバード」となった。
「はくたか」に残る485系(JR西日本車)の置き換えは681系では行われず、683系の増備でもって行われることとなった。しかし、「はくたか」運用に683系を直接投入する手段はとられなかった。2001年12月から2002年2月にかけて「サンダーバード」用に683系18両(6両編成2本、3両編成2本)が増備された。それによって余った18両(T04・T05編成→W03・W04編成、T14・T16編成 → W13・W14編成)を「はくたか」に転用し、同列車で運用されていた金沢総合車両所の485系が置き換えられ、2002年3月22日ダイヤ改正以降、JR西日本が担当する「はくたか」運用は681系に統一された。この改正前に行われた「はくたか」編成の全般検査において車体に大きな異常がなかったことから、ほくほく線区間での「はくたか」の最高速度は160 km/hに向上した。
2009年2月から、「サンダーバード」用として683系4000番台が108両(9両編成12本)新製配置された。これによって、2009年6月には9両(T06・T17編成 → W05・W15編成)が増発用として「はくたか」に転用され、同年7月から2011年3月にかけて36両(T07・T01 - T03編成 → W01・W11 - W13編成、T18・T15・T12・T13編成 → V01・V11 - V13編成)を京都総合運転所に転出させている。683系54両とともに485系「雷鳥」置き換えを名目としている。683系4000番台の増備に伴う転用によって徐々に運用を減らしていき、2010年3月13日ダイヤ改正以降では「サンダーバード」3往復で683系と共通運用されるまで縮小した。
2015年3月14日ダイヤ改正では、北陸新幹線金沢開業に伴い在来線特急「はくたか」と「サンダーバード」富山・魚津方面への乗り入れが廃止された。これによって、81両(6両編成9本、3両編成9本)が捻出されたことに加え、北越急行が所有する681系・683系27両(6両編成3本、3両編成3本)が譲渡された。捻出された108両のうち、90両(6両編成11本、3両編成8本)は「しらさぎ」に、9両(3両編成3本)は「サンダーバード」増結用に、9両(6両編成1本、3両編成1本。ともに先行試作車)は予備とされた。ダイヤ改正前である同年2月から、塗装を「しらさぎ」色に変更した「はくたか」編成が登場している。
2021年10月1日時点では0番台3両編成2本(V11・12編成)、1000番台クロ681-1001の1両(旧W01編成)の合計7両が配置されている。
同所に所属の683系と共通運用で、特急「サンダーバード」7往復(大阪 - 金沢・和倉温泉間)、特急「ダイナスター」2往復(福井 - 金沢間)、特急「能登かがり火」1往復(金沢 - 和倉温泉間)で運用されている。
金沢総合車両所に683系4000番台が新製配置され、それに押し出される形で2009年10月1日付で9両が転入した。485系「雷鳥」の置き換え名目としており、2009年10月1日ダイヤ改正より、同時に転入した683系0番台と共通で「サンダーバード」3往復で運用を開始した。
683系4000番台の増備による金沢所からの転入により順次運用を拡大し、2010年3月13日ダイヤ改正では「サンダーバード」7往復で運用された。2011年3月12日付で転属した車両をもって金沢所から本運転所への転入を終了し、同日ダイヤ改正では1往復だけ残った「雷鳥」を置き換え、「サンダーバード」8往復と「びわこエクスプレス」1往復で運用されていた。
また、先行試作車については2015年3月改正以降、整備面からの都合により廃車の方向で検討していた。先に付属編成のV01編成が2015年9月9日付で廃車された。
2019年6月18日付で金沢総合車両所から3両編成1本が転入し、V12編成となった。2019年10月7日付でW01編成のうちクロ681-1001を除く5両が廃車された。
1997年3月22日ダイヤ改正で登場した特急「はくたか」に充当するために1996年8月から12月にかけて2000番台基本編成2本(N01・N02編成)、付属編成2本(N11・N12編成)の合計18両が新製配置された。
N01+N11編成が落成し、ほくほく線設備が完成した1996年9月からは基本編成から付随車1両を抜いた2M3T編成を用いての高速試験走行が行われた。その行程の中で、「ほくほく線」開業をPRする目的で翌1997年1月11日に新潟駅で681系展示会が行われた。同年3月22日から「はくたか」として営業運転を開始し、北越急行六日町運輸区に書類上の車籍を置いたが、車両の管理はJR西日本に委託しており、金沢総合車両所に管理受託扱いで所属。効率の良い運用を行うために予備編成をJR車と共通とした。
2005年3月1日のダイヤ改正からは、和倉温泉駅乗り入れに関する運用の関係上、基本編成と付属編成の組み合わせがランダムとなり、塗装の異なる編成が連結して運用されることも多くなった。北越急行への使用車両に関する問い合わせが多いことから、編成運用計画一覧が北越急行公式ウェブサイトで公開されていた。
2015年3月14日の北陸新幹線開業に伴う「はくたか」の運用路線変更(北越急行→北陸新幹線)により、18両すべてが同日付でJR西日本に譲渡され、引き続き金沢総合車両所に所属。現在はこの基本編成・付属編成ともに、「しらさぎ」に転用されており、W編成と同様の塗装に変更されている。
過去には富山地方鉄道線直通の『サンダーバード宇奈月・立山』として同社本線宇奈月温泉駅や立山線立山駅まで乗り入れていた。また、冬季には『シュプール号』として信越本線長野駅まで乗り入れた実績がある。他にも、長岡まつり開催に伴う団体臨時列車で回送列車として新潟駅まで乗り入れたほか、電化後の小浜線や山陰本線、試運転で北近畿タンゴ鉄道宮福線にも乗り入れたことがある。