新幹線500系電車
東京駅 - 博多駅間2往復のみとなった。ただし、ダイヤ改正の前日となった2009年3月13日は、車両運用の関係上「のぞみ」50号はN700系が代走した。
下り のぞみ 9号 東京07:30 → 博多12:45 のぞみ29号 東京12:30 → 博多17:40
上り のぞみ 6号 博多07:00 → 東京12:13 のぞみ50号 博多18:00 → 東京23:13
この時期、不定期運用として、通常300系が充当されている「こだま」2本や、多客期の臨時「のぞみ」や「ひかりレールスター」の代走となる臨時「ひかり」に充当されている。
2008年11月30日、0系の最後の定期運用となる「こだま」659号に続行する臨時列車として、「こだま」697号(W8編成を使用)を岡山駅 - 博多駅間で運転した。同列車は、急遽運転を決定したもので、普通車は全車両自由席、グリーン車は当日車内販売というものであった。この列車の送り込みのため、博多駅 - 岡山駅間に回送列車が運転された。
2008年12月1日からは、短編成化改造を済ませたV編成が0系に代わり山陽新幹線内の「こだま」での定期運用(こだま628号・V4編成)を開始し、博多南線への運用も始まった。
新神戸駅は通過)であったが、2003年10月1日のダイヤ改正で全列車が新神戸駅に停車することになったため、2時間21分に延びた。さらにその後JR福知山線脱線事故の影響によるダイヤの見直しにより、2006年3月18日のダイヤ改正で2分の余裕時分を持たせたことで2時間23分となり、これが定期「のぞみ」で運用されていた時代の最短の所要時間であった。定期「のぞみ」運用から撤退した2010年2月時点での最短の所要時間は、東京駅 - 新大阪駅間で2時間36分、新大阪駅 - 博多駅間で2時間35分(主要駅以外に福山駅・新山口駅にも停車)であった。
N700系の営業運転開始以降は、500系は東京駅 - 博多駅間を4時間台で運転する列車(当時の「のぞみ」1号)には充当されなかった。なお、N700系は登場以来長らく東京駅 - 博多駅間の所要時間は最短で4時間50分であり、500系の最短所要時間であった4時間49分よりも1分遅かったが、2015年3月14日以降は「のぞみ」64号(東京行きの最終)が所要時間4時間47分運転となり500系より2分早くなった。同列車はさらに2017年3月4日より所要時間4時間46分運転となり、1分短縮した。
高速時のトンネル微気圧波問題のため、先頭車両は全長 (27m) の半分以上の15mにわたり断面を徐々に窄めており、尖ったジェット戦闘機のような外観である。この15mという長さは、320km/h営業運転を前提にして、航空宇宙技術研究所のCFDで解析を行っている。空力上の問題を解決した形状であるものの、先頭車の客席減少や運転席からの視野も限られるなど、マイナス面もある。また、同じく300km/h超での微気圧波対策として、車体高を300系と同等まで維持しつつ車体断面積を縮小するため、客室自体に影響の少ない部分(車体の裾や荷棚部分)を削り、300系比1割減の10.2mまで縮小した。そのため、車体断面も他の車両と一線を画す円形(回転放物面体)である。
運転室のガラスは各種の航空機や電車にガラスを納入している サンゴバン(本社フランス)社の製品を用いている。天井の傾斜により、乗務員室から1・2列目の座席は棚の空間が狭くなるため、座席配置を2-2(C席なし)とし、専用の荷物置きを設置することで対処している。
この構造から先頭車の乗車口は1箇所しか存在しないため、各駅にはその旨を掲示する告知が行われていた。また、東海道新幹線内で「のぞみ」の停車しない駅(小田原駅・熱海駅など)にも非常時対応などのために、Wと表記された500系の停車位置目標が設置されていた。
丸みを帯びた車体、独自の塗装などによって、子どもを含め大きな人気車両となった。
WMT204形かご形三相誘導電動機を1両あたり4基搭載する。W1編成は連続定格出力285kWであったが、W2編成以降は走行抵抗の予想以上の低下により連続定格出力は275kWとなっている。軽量化のため、フレームレス構造、アルミブラット構造を採用した。また、軸受けの電蝕防止のために、セラミックス絶縁軸受けを使用している。