過剰性能
1950年代後半、中央線の通勤輸送が限界に達していたことから、10両編成の車両を全て電動車として、加速・減速度を高めて運転間隔を縮めることで打開しようと設計された。1957年に試作車が完成し1958年から量産に入ったが、変電所設備や架線の過熱問題などがあり、その持てる能力を活かすことなく性能を落として運転を開始。本来の性能を出すには限流値を480Aにする必要があったが、実際には限流値は280Aに制限された。当時の国鉄線は変電所などのインフラ整備がなされておらず、車両の性能だけを高めた結果このような事態となった。
その後、その設計自体、つまり編成全車を電動車として高加速運転したとしても、通勤輸送の改善にはほとんど効果が無いことがわかり、101系が電力等の設備を整えた上で本来の性能にて運転する事は不適切だと判断された。そこで1960年初頭より国鉄通勤輸送に適切な性能を算定し直した結果、電動車の数を減らして設備規模に合致した「経済的で信頼性と安定性に優れた次期通勤電車が最適」との判断がなされ、1963年に後継の103系電車が試作されることとなる。