国鉄キハ35系気動車
関西本線の湊町(現・JR難波) - 奈良間は大都市近郊区間であり、1950年代以降通勤客が大幅に増加していた。この区間は戦前に電化が計画されたが実現せず、1960年(昭和35年)当時でも非電化のままで、かつ王寺 - 奈良間は単線であった。
当時は、関西本線内で完結する列車は、蒸気機関車牽引の客車列車(和歌山線・桜井線の関連する運用の一部に気動車列車があった)が主力として運転されていたが、客車は老朽化し、乗降扉は走行中の施錠もできない手動式で、蒸気機関車の煤煙に悩まされる昭和初期と大差ない前時代的な旅客サービス水準であった。一方で王寺で別れて和歌山線や桜井線に直通する列車は、キハ10系およびキハ20系を使用した気動車列車が主力であったため、支線直通列車よりも本線内で完結する列車の方が見劣りすると言う逆転現象が生じていた。列車本数(片道)も、和歌山線や桜井線に直通する気動車(一部客車)列車を含めても、日中は1時間に1 - 2本、朝ラッシュ時でも1時間に4 - 5本程度と、並行する複線電化の近鉄奈良線・大阪線には、列車本数・スピード・接客設備ともに大きく水を開けられていた。
筑波鉄道では1986年(昭和61年)初頭にキハ812(元雄別鉄道キハ105、国鉄キハ22形の同型車)が事故で大破したため、代替車として国鉄よりキハ30 16を譲受し、キハ30形キハ301となった。1987年3月31日の筑波鉄道廃止に伴って廃車となり、関東鉄道に譲渡されて常総線用キハ300形キハ301となった。
当初は奈良線・草津線・信楽線・桜井線・和歌山線・紀勢本線・片町線においても関西本線向け奈良気動車区配置車により共通運用された。
関西本線奈良電化以降は一部が和歌山機関区(現・吹田総合車両所日根野支所新在家派出所)に転入し、紀勢本線和歌山 - 紀伊田辺間でも運用された。なお、新宮 - 亀山間では伊勢運転区(現・伊勢車両区)所属車が投入された。紀勢本線では長距離運用が主となるため本系列単独での運用はなく、必ずキハ58系やキハ40系などのクロスシート車との併結が必須とされた。
上記各線の電化が進むごとに運用が縮小され、最後に残った奈良線・和歌山線五条以西が1984年(昭和59年)10月までに電化された時点で奈良・和歌山区に配置されていた本系列はすべて廃車、または転属となった。片町線ではおもに長尾 - 木津間で1989年(平成元年)まで運用され、奈良気動車区からの本系列撤退後は亀山機関区(現・亀山鉄道部)所属の車両が充当された。
伊勢運転区所属車のうち6両は東海旅客鉄道(JR東海)に継承されたが、1989年(平成元年)にキハ11形の投入に伴い営業運転終了。以降も保存目的でキハ30 51が伊勢車両区に在籍のまま美濃太田車両区で保管されていたが、2008年(平成20年)3月31日付で廃車された。
1962年のキハ36形18両を皮切りに、以後ステンレス車のキハ35形900番台10両を含む49両が千葉気動車区に、24両が同木更津支区(現・幕張車両センター木更津派出)に配置され、総武本線・房総西線(現・内房線)・房総東線(現・外房線)・成田線・鹿島線・木原線(現・いすみ鉄道いすみ線)・久留里線で運用された。夏期臨時ダイヤ(「房総地区夏ダイヤ」)では、車両需給の関係から房総東・西線の臨時準急・急行(いわゆる遜色急行)に組み込まれることもあった。
房総各線の電化が進んだことにより、1972年(昭和47年)から1975年(昭和50年)の間に木原線・久留里線用の車両を残して高崎所・茅ヶ崎区など転出した。1988年(昭和63年)に木原線が第三セクターのいすみ鉄道に転換されてからは、久留里線を唯一の運用先とした。木更津駅 - 大原間 (安房鴨川経由) の送り込み回送運用、勝浦運転区での駐泊もこの時点で消滅した。
久留里線ではJR化後もキハ30形の運用が残り、1983年に久留里線へ新製投入されたキハ37形、1996年に八高線から転入したキハ38形とともに2012年まで運用された。