関東鉄道常総線
キホハ60形(61・62):日本車両製のボギー式ガソリンカー。キホハ61は1935年製で、1段窓である。後にキハ305となり、戦後まもなく筑波線へ移り廃車時は竜ヶ崎線に所属していた。1936年製のキホハ62はのちに付随車キサハ54となる。
キホハ100形(101・102):1937年に日本車輌で新製。しかし、すぐにキホハ301・302に改番された。その後キホハ81・82に改番され、ディーゼル化と同時にキハ81・82となった。キハ82は1958年に事故に遭い、車体を更新し、窓が広くなったり、正面の窓がHゴムになったりした。
キハ41020形(41021):国鉄キハ41000とほぼ同形。買収気動車払下げ車の北九州鉄道ジハ20の台車を使って、1952年に日本車輌で製造された。キハ41000と違い、ステップがないのが特徴。名義上はジハ20の譲受となっている。後に台車をTR26に交換した。
キサハ53形(53):1957年日本車輌製。当初はホハ1001だったが、「ホハ」は客車の記号なので、すぐにキサハ53に改番された。後にエンジンを積んで両運転台のキハ511(初代)となり、1970年に再びエンジンをおろして両運転台のままキクハ11となった。最初から気動車型の形態を備えていたにも関わらず、同年同メーカー製造のキハ48000と違ってウインドシル・ウインドヘッダーを残す古臭い形態で、窓も旧型気動車風の二段窓であった。
つくばエクスプレス開業以前、常総線内各駅から東京方面へ向かう際は、取手駅でJR常磐線に乗り継ぐのが一般的なルートであり、取手駅の乗降客数は線内最多で、最盛期には3万人近くであった。現在は1万6千人ほどとなっている。輸送密度が最も高い区間も取手 - 西取手間であり、上り列車は取手駅に近づくにつれて車内が混雑し、下り列車は取手駅から遠ざかるほど車内が閑散としていくピラミッド型の通勤路線であった。
つくばエクスプレス開業後、取手駅一辺倒だった利用者は、つくばエクスプレス線との接続駅である守谷駅との間で分散したが、都心への所要時間が短く(つくばエクスプレス快速=秋葉原 - 守谷間約30分、JR常磐線快速=上野 - 取手間約40分)、ターミナルもより都心部に近いつくばエクスプレス線を利用する流れが強まっている。現在の乗降客数トップは守谷駅となっている。
この結果、従来守谷駅付近から常総線と常磐線で都心に向かっていた利用者をつくばエクスプレスに奪われたほか、守谷 - 取手間だけ常総線の乗車距離が短くなった分、トータルで減収となるため、ワンマン化・運賃値上げや、快速の設定で水海道以北からの利用者の掘り起こしをはかるなどの対応策を打ち出している。
晩年はキハ350形のように車内側からステップを埋める改造が施された。現在の常総線はすべてがステップレス車両であり、これが常総線最後のステップ付き車両といえる。
キホハ63(63):新宮鉄道の国鉄買収車である。キハ312(初代)となった後、エンジンを下ろしてキサハ50となり、晩年は筑波線に転出した。
キハ64(64):播丹鉄道の国鉄買収車である。キハ304(初代)となった後、エンジンを下ろしてキサハ55となった。
キハ83(83):元北九州鉄道ジハ50。大分交通キハ50ちどり号(元北九州鉄道ジハ51)と同型だが、こちらは正面2枚窓になっている。1935年日本車輌にてジハ50として製造された。北九州鉄道が国鉄に買収され、キハ40652となった。関東鉄道に入線して、キハ83となった。当初は常総線に配属されたが、後に鉾田線に転属した。
キハ40084(40084・40085):元南武鉄道クハ213・214。南海の特殊な台車を流用していたことが仇となって、南武鉄道の買収後、買収車の中では早いうちに除籍され、関東鉄道に転入し、ホハフ201(初代)・202となった。その後機械式のエンジンを取り付けてキハ40084・40085となった。
キハ300形:元国鉄キハ30形気動車。非ワンマン車のため、2005年12月10日のダイヤ改正以降運用から外れ、休車となっていたが、キハ300形は最後まで在籍した2両(306・3016)が2007年3月31日に廃車され、廃形式となった。
詳細は「関東鉄道キハ2400形気動車」を参照
新潟トランシス製の自社発注車(2004年 - )。2401 - 2406の6両。キハ2200形をベースに、電気指令式ブレーキ化や、保安ブレーキの二重化のほか、新製時より各ドア上部に駅名案内装置を設置した両運転台の車両。快速運転対応。
2018年度に2両を導入。新潟トランシスにて製造の両運転台車。2019年3月3日より営業運転を開始。鹿島臨海鉄道8000形気動車と同様、前部標識灯が上部になった。