国鉄101系電車
1986年(昭和61年)に横須賀線の末端区間である逗子 - 久里浜間の輸送力の適正化と高頻度運転化を図る案が持ち上がり、それへの対応のため、大船工場にて本系列1000番台2連を改装して登場したのが「シーサイドライナーヨコスカ」である。
当時この区間では日中は113系4両編成による逗子 - 久里浜間の折り返し運転のほか、東京方面から直通で11両編成による運行もあったが、比較的乗客が少なく不経済であった。そのため、この区間の合理化が計画され逗子 - 久里浜間の普通列車に101系の2・4両編成を投入し、逗子で東京方面行列車と接続させる案が考えられた。このための車両が「シーサイドライナーヨコスカ」である。塗色を白地に青・赤の帯に改め、ヘッドマーク取り付けなどを行う意欲的な計画だったものの、結局この案は実施されず、試験的に改造を施された車両も実際には運行されなかった。民営化のための車両数削減が原因ともされる。同編成はその後大船工場の入換車輛となっていた。当初は車籍を残していたが後に除籍、構内移動機械として存置していたが解体された。
現在もこの区間は113系時代と同様に、日中はE217系・E235系の4両編成による区間折り返し運転のほか、朝夕は東京方面から直通の11両編成を中心に運行されているが、近年土曜・休日の日中は11両編成を中心とした運用となっている。
編成:クモハ101-1015+クモハ100-1015
後にホーム延伸と変電所増強により、6M1T編成を経て6M2T編成となり、加速度の問題は部分的に解消されたが、電動車の比率の高さのために不経済さは一層際立った。
1963年、新形車両として103系が登場した。電動機には、高速性能よりも加速性能と電力の経済性を重視して、低回転型でより出力の大きいMT55形モーターを採用、MT比1:1と経済的な編成が組めかつ低い限流値でも101系6M4T編成並みの起動加速度を確保した。山手線には1963年からこれをウグイス色の塗色で投入して、101系は1964年から中央・総武緩行線に黄色の塗色のまま転出した。その後、101系は全電動車方式が放棄されたため、1963年度の増備車以降は付随車・制御車の電装準備工事は廃止され、サハ100形は製造中止となった。さらに1965年度の増備車からは台車も完全な付随台車(TR64形)となっている。
大出力主電動機を搭載した新系列通勤型電車計画の一環として、1960年度に出力120 KWのMT909形主電動機が試作され、1961年1月にクモハ101-69とクモハ100-70によるユニットで試験が行われた。この試験結果は出力120 kWのMT54形主電動機の量産に反映されており、MT54形は通勤形電車では採用されなかったものの、近郊・急行・特急形電車の勾配線区向け出力増大車(115系・165系・181系など)に採用された。
中央・総武緩行線には1963年より101系が配置されていたが、山手線の101系が103系に置き換えられた際にも転用投入された。塗装は山手線時代のカナリアイエロー(黄5号)が踏襲された。総武線の周辺線区電化に伴って101系の運用範囲も拡大し、総武線用101系は房総地区の成田、木更津へも乗り入れたほか、夏季の行楽シーズンには1971年まで「房総夏ダイヤ」による臨時快速電車「さざなみ」などで房総西線の千倉、館山へ乗り入れていた。
東京都心の主要線区としては最も遅くまで101系が残り、中央・総武緩行線の101系はJR化後の1988年11月に定期運用を終了した。
MGなしのモハ100形を組み込んだ編成は210 kVAのMG1台で6両に冷房電源を供給するよう組成したが、AU75の所要電力は35 kVAと計算されており、中央線快速では5両給電だった210 kVAのMGでも6両まで給電可能であった。
量産冷房改造車:1976年以降に改造された52両はクーラーが車体のほぼ中心に位置していること、冷房用電源が103系量産冷房車同様に160 kVAのMGとなりすべてのクモハ・モハ100形に装備されたことが試作冷房改造車と異なる。中央線快速のほか、中央・総武緩行線、南武線、片町線用としても改造された。
関東地区配置車は後にすべて中原電車区に集約されて南武線と鶴見線で使用された。また、片町線に配属された6連2本は同線の7連化に伴い非冷房車と混結の6M1Tになり、JR化後には6連化の上桜島線に転用された。これらの車両転配および車両需給の関係で、サハ101形の一部がサハ103形750番台に改造されている(後述)。101系冷房改造車は経年が比較的新しかったことから国鉄時代に廃車になった車両は皆無で、民営化の2年後である1989年に南武線で発生した踏切事故によりクハ100-91が101系冷房車で初の廃車になった。その後、首都圏のJR線の冷房化率がほぼ100 %になった1990年夏頃から老朽廃車が始まり、1992年5月までに全廃された。
なお、上記の車両とは別に南武支線用については分割民営化後の1989年に各車屋根上に設置したSIVを用いて給電するAU712での冷房改造が行われた。
山手線には中央線、大阪環状線に次いで1961年より101系が投入され、塗装はカナリアイエロー(黄5号)となった。1963年には山手線が101系で統一されたが、1964年より経済性を重視した103系が導入されたのに伴って中央・総武緩行線へ順次転出し、山手線用101系は1969年4月に消滅した。103系はウグイス色(黄緑6号)の塗装で投入されており、以降の山手線のラインカラーとなった。山手線の101系は将来的に総武緩行線に転用することを前提に投入されていた。
赤羽線も1965年7月から山手線と同じ8両編成になっており、車両の配置も山手線と同じ池袋電車区であった。その絡みもあり、山手線に103系が投入されて捻出された101系を用いて赤羽線の101系化を行った。編成は山手線と同じ黄色(黄5号)の6M2Tが用いられたが、山手線同様に首都圏ATC化路線に指定されたため、1978年2月までに103系4M4Tにて置き換えられた。
回生ブレーキ試験の終了したクモハ101・100形910番台は中央線編成で付随車扱いとして使用されたが、1964年に電装解除されクハ100-911・クハ101-911とされた。この結果制御車では唯一の初期型(後部標識燈が、室内に電球交換用の扉が付いている)の小形の後部標識燈が取り付けられた車両となり、客室と乗務員室との仕切壁の窓も、大形の窓が取り付けられていた。車内では、釣り手が初期型では、レール方向の長手のみの取り付けであったが、枕木方向と、ドア前の高い位置のレール方向にも追接されていた。クハ101-911は、1号車に連結されており、先頭に立つ姿が見られたが、クハ100-911は3号車に連結されるので、中央線で先頭に立つ事は無く、青梅線で3両編成で運用に入った時に、先頭に立つ姿を見る事が出来た。1979年(昭和54年)に廃車された。