勝田車両センター
E653系電車(7両)
基本編成の7両編成1本(編成番号K70)が配置されている。
後述のとおり、2014年までに全車が新潟車両センターへと転出したが、2018年11月7日付で1編成が当区へと転入。2019年2月2日の「快速E653系おかえり号」運行以降は、団体・臨時列車で運用される。
塗装は485系などの国鉄特急色に近いものとなっている。
2014年度までの当区におけるE653系
基本編成の7両編成8本(56両)と付属編成の4両編成4本(16両)が配置されていた。 特急「フレッシュひたち」で運用されていたが、2013年3月16日のダイヤ改正で定期運用を終了した。これに伴い、2013年度から2014年度にかけてに7両編成が1000番台、4両編成が1100番台にそれぞれ改造され、すべての編成が新潟車両センターへ転出した。2018年11月7日付の転入で戻ったK70編成は「旧K354・308編成」で構成されている。
E657系電車(190両)
編成番号K1 - K19編成の10両編成19本が配置されている。
2012年3月3日に臨時特急「復興いわきフラガール号」で営業運転を開始し、同年3月17日から特急「スーパーひたち」「フレッシュひたち」での定期運用を開始した。
2013年3月16日のダイヤ改正から同年9月30日まで、特急「スーパーひたち」「フレッシュひたち」のすべての定期列車が当系列で運転されていた。
651系の特急の運用が終了し、2015年3月14日改正より再び特急の定期列車が当系列に統一された。