国鉄キハ20系気動車
北陸地方では越美北線、高山本線、大糸線などで運用された。1958年に落成したキハ52形0番台トップナンバーのキハ52 1は北陸本線木ノ本 - 敦賀間の旧線を転用した柳ヶ瀬線に投入された。
大糸線ではJR西日本に継承されたキハ52形が最後まで運用され、2010年にJRグループでのキハ20系の営業運転が終了した。
留萠鉄道のキハ2000形のうちの2両、2004が新潟鐵工所、2005が東急車輛製造で1966年に製造された。キハ22形同型車であるが便所と二重窓は装備していない。
路線廃止後、1970年に茨城交通へ譲渡された。2004は2005年より国鉄準急色、2005は2009年より国鉄急行色を纏っていた。茨城交通からひたちなか海浜鉄道へ承継後、2015年に引退。
国鉄準急色のキハ2004は2016年に平成筑豊鉄道へ再譲渡され、動態保存される予定で金田駅隣接の車両基地に保管されている。
羽幌炭礦鉄道のキハ22形は、1960年 - 1966年にかけて1 - 3の3両が富士重工業で製造された。国鉄羽幌線乗り入れに対応したキハ22形同型車であるが、豪雪地帯用として、前面窓に旋回窓が装着されているのが特徴であった。
1970年の路線廃止後、茨城交通へ3両とも譲渡された。羽幌時代のワインレッドに白帯の塗装は譲渡後も維持され、一時期の茨城交通湊線車両の標準塗装となった。2は2004年より国鉄旧気動車標準色を纏っていた。
茨城交通からひたちなか海浜鉄道へ承継後、2015年に引退。阿字ヶ浦駅に留置されていたキハ22 2は市民団体のクラウドファンディングによる修復で、50年以上無事故であったなどの由縁から2021年に建立された「ひたちなか開運鐵道神社」の御神体となった。
民営化後の1998年には、飯山線のキハ110系統一で余剰となったキハ52形が新潟地区に転入した。長野総合車両所(現長野総合車両センター)から新津運輸区に転入し、最終的に7両が配置され米坂線・羽越本線・磐越西線で使用された。エンジンは飯山線時代にカミンズ製に換装された。外部塗色は転属当初は「飯山線色」のままであったが、のちに全車「新潟一次色」へ塗色変更をしている。
2006年に一部の車両が国鉄時代の朱色4号+クリーム4号の配色に復元された。2008年からのキハE120形の導入により置き換えが実施され2009年3月14日改正で定期運用から離脱した。このうち国鉄色を纏った車両はその後も磐越西線・米坂線等で団体・臨時列車に使用され、特に同年10月から12月にかけて開催された新潟デスティネーションキャンペーンにおいて、同じ国鉄色に復元されていたキハ28形・キハ58形とともに多数の臨時列車に充当し、2009年12月26・27日の「ありがとう磐越西線国鉄色号」を最後に引退した。
運用終了後も新津運輸区に長らく留置された後、2011年8月3日付で7両とも廃車され、これをもってキハ20系は廃系列となった。同日中に全車がフィリピンへ輸出・譲渡のため、新潟東港経由で搬出された。