鎌倉車両センター
2006年からY-1 - 3編成・Y-101 - 103編成が国府津車両センターに転属し、F-01 - 03編成・F-51 - 53編成として東海道線での運用に入っていたが、E233系の導入と武蔵小杉駅開業に伴う運用増加、機器更新施工時の予備車確保などにより、2015年までに全ての所属が国府津から鎌倉に戻された。
横須賀線・総武快速線と、直通する総武本線・成田線・外房線・内房線・鹿島線で運用される。
2020年度より後継のE235系導入により置き換えが進行中である。また、これにより発生した余剰車は廃車されている。
E233系(224両)
6000番台の8両編成(TcMM'TMM'TTc')28本(H001 - 028編成)が配置されている。
横浜線の205系の置き換え用として、2014年2月から2014年8月20日までに配置された。
横浜線の各駅停車・快速で運用される。
拡幅車体で定員は205系より約1割増加するため、6扉車は連結されない。
E235系(453両)
2023年11月16日時点で、1000番台の基本編成の11両編成(TcMM'MM'TTsdTsd'MM'Tc')31本(F-01 - 31編成:341両)と付属編成の4両編成(TcMM'Tc')28本(J-01 - 28編成:112両)が配置されている。
E217系の置き換えを目的として、2020年6月3日付でF-01編成が新製配置され、以後増備が続いている。
横須賀線・総武快速線と、直通する総武本線・成田線・外房線・内房線・鹿島線で運用される。
国府津に転出した054・074はJR東日本に継承(074は一旦廃車後、車籍復活)され、職員輸送やイベント用に使用されていたが、現在はそれぞれ青梅鉄道公園と大宮の鉄道博物館で保存されている。
42系
大船電車区開設当初に転入した横須賀線用車両に5両のクモハ43形、5両のクモハ53形、6両の流電および合の子流電中間車のサハ48形(サロハ66形からの改造編入車を含む)が含まれていた。
いずれも1963年から64年にかけて3扉化改造を受け、それぞれクモハ43形→クモハ51200番台、クモハ53形→クモハ50形、サハ48形→サハ58形と改称されたが、クモハ51200番台、クモハ50形は鶴見事故の被災車50006を除いて1966年までに大糸線、飯田線、宇野・赤穂線等に転出。サハ58形は1966年までに全車宇野・赤穂線に転出した。
鶴見事故の被災車クモハ50006は、同形式の最初の落成車として1963年10月15日に竣工したが、1か月も経たない同年11月9日に鶴見事故に遭遇し大破。同形式で2番目に落成したクモハ50000は1963年11月19日竣工であったため、同形式5両が揃って活躍した期間というのは存在しない。ただし、50006の車籍は1964年9月8日まで残されていた。
50系
元クハ65形の救援車クエ28000が配置されていたが、1979年に三鷹電車区に転出した。
72系
横須賀線の車両不足対策として、1960年代の一時期モハ72形が3両配置されていたが、比較的短期間で転出した。