川越車両センター
埼京線用0番台は1990年12月に営業運転を終了し、中原区へ転属を最後に幕を閉じた。
川越線用の3000番台は前述の通り3両編成で運用されたが、1996年3月16日の八高線高麗川 - 八王子間電化に伴い4両化され、既存の車両では必要編成数が不足するため、4両編成×1本が3500番台として改造され転入した。
3500番台は、Tc-725・738、M-790、M'-2047からの改造で、元・第5編成の両先頭車(Tc-725・738)、元・第16編成(JR化後は第2編成)の2・3号車のユニット(M-790、M'-2047)の組み合わせであり、改造されたとはいえ、出戻りの形で配属された。
3000番台・3500番台は老朽化により205系3000番台や209系3100番台で置き換えられ、3500番台は2005年3月に、3000番台は2005年10月に営業運転を終了し、全車廃車された。
205系(埼京線用)
1989年から1990年までの新製配置10両編成23本、その後山手線(山手電車区→現・東京総合車両センター)からの転入編成4本、総武・中央緩行線(三鷹電車区→現・三鷹車両センター)や京浜東北線(浦和電車区→現・さいたま車両センター)からの転入編成5本の32本(第1 - 第32編成、320両)が配置されていた。
2002年12月1日のりんかい線直通運転に対応するため、前面・側面行先表示器は幕式から発光ダイオード (LED) 式に交換された。
ハエ64編成は2020年4月2日に長野に向けて廃車回送され、同年4月3日付で廃車、5月に入り解体された。これをもって3000番台は廃区分番台となった。
209系3100番台
2022年4月1日時点では3100番台4両編成(第71・第72編成)2本が配置されていた。
第71・第72編成の両先頭車と第72編成の中間電動車は、りんかい線全車両の10両編成化に伴う車両組み換えの際に余剰となった70-000形6両を購入したもので、第71編成の中間電動車(モハ209-3101+モハ208-3101)は川崎重工業で新造された。
2007年2月から3月にかけて側窓の一部開閉化工事を当センターで施工した(詳細はJR東日本209系電車#側窓開閉化を参照)。
3500番台やE231系3000番台の登場により運用を離脱し、第72編成は2022年5月21日付で、第71編成は2022年6月1日付で、それぞれ廃車された。
クモヤ143形電車(1両)
1両(11)が配置されていた。
牽引車。 構内入換作業に使用。 埼京線で使用されていたATC-6型を装備していることから、東京総合車両センターの西エリア(旧・大井工場)への入出場車両の牽引車としても使用された。 廃車時には埼京線(池袋駅 - 大宮駅間)の保安装置がATACSに代わり、山手線区間で必要とされるATCも撤去されたことから運用範囲が限定されていた。 デジタル無線が取り付けられていた。 2019年11月に長野総合車両センターに廃車回送された。
構内入換などに使用されたクモヤ143形
103系電車(0・3000・3500番台)
埼京線の運用車両について、当初は新車の投入を検討していたが、山手線に投入した205系が好評であり、国鉄の財政事情もあって新車投入は見送り、山手線の全車両を205系化して103系を捻出し、その分を充当して運用することになった。ATC100km/h対応改造を施し、ATSをS形に交換した上で、品川区から160両(1986年3月に20両増加)、池袋区から50両(元赤羽線用)、川越線ローカル用として、陸前原ノ町区から72系から改造の3000番台3両編成5本15両が配置され、1985年9月30日の埼京線開業と川越線電化と同時に運用を開始した。
103系0番台の転入車の中で注目されたのが、103系で一番古い試作車4両(MM'-901、MM'-902)と、一番新しい最終ロットの電動車ユニット10両(M-787、M'-2044など)が含まれていたことである。
翌1986年3月3日の新宿延伸時に山手線から20両、同年11月と1987年1月に京浜東北線から計12両転入した。
民営化後は山手線が205系に統一されたことにより、捻出された103系0番台が転入し埼京線の列車増発に充てられた。
しかし、103系の活躍は長くは続かず埼京線区間の騒音問題により205系が新製されることになった。
1989年から1990年にかけて205系に置き換えられ、中間の非冷房車は廃車、その他は在籍していた非冷房車を置き換えの名目で浦和・京葉・豊田・松戸・中原の各区へと転出した。