国鉄105系電車
モハ103形・102形1000番台から改造された制御電動車。新造車に準じた運転台(ただし、前面窓下の手すりの位置が若干高い)が取り付けられた。工法は、すでに115系や581・583系→715系の先頭車化改造車と同様に、既存構体を切断し、完成済みの運転台ブロックを接合する工法である(ブロック接合工法)。この時期だけで、51両もの先頭車化改造工事が実施された(後述のモハ105形・サハ105形の改造車8両を含む)。搭載機器は両車で揃えられ、モハ102形を種車とする車両はパンタグラフも追加設置された。奈良電車区に501-524が、広島運転所に525-532が配置された。番号の新旧対照は次の通り。 モハ103-1031・1012・1051・1027・1063・1007・1020・1011・1023・1024・1050・1043・1054・1019・1014・1015・1062・1042・1006・モハ102-1050・1043・1054・1014・1042・モハ103-1035・1059・モハ102-1035・1059・1062・1006・1015・1019 → クモハ105-501 - 532
新造車グループのクハ104形には、体質改善工事に合わせてトイレが設置された。紀勢本線用については車椅子対応となり、車椅子スペースも設置されたが、岡山・広島支社管内配置の車両は改造車グループと同じユニットを使用したため、車椅子対応ではなく客用ドアとトイレの間に空きスペースがある他、トイレ前の座席も存置されている。この差異は、山陽地区用はJR西日本独自の工事だったのに対し、紀勢本線用のトイレ設置に際しては沿線地方自治体の補助があったためであるという。
2004年度より、改造車グループでもクハのトイレ設置が進んでいるが、ドアが3扉車よりも車端寄りに設置されているため狭く、車椅子スペースを設けなかったため車椅子対応ではない。クハ104-601には廃車までトイレの設置は行われなかった。
以降順次塗り替えられ、2016年3月1日に全編成の塗装変更が完了した。2017年まで一部の編成は「奈良旅万葉ラッピング列車」となっていた。
新仙石色■■ 同線のスカイブルー(青22号)1色の103系が消滅するのと入れ替わるようにして登場。旧仙石線色から103系と同じスカイブルーの単一塗装に変更されたが、103系との識別のため、2か月ほどで細い白線2本が前面の窓下に追加された。
訓練車色a■■■■ 横須賀線久里浜駅構内にある横浜支社訓練センターで使用された訓練車の独自塗装。白色・青色・水色にアクセントとして黄色を入れている。
訓練車色b■■■■ 白を基調にオレンジの帯が窓下に1本入り、アクセントとして黄色と灰色が入れられる。八王子支社訓練センター(武蔵野線新秋津駅付近)で使用されていた。
新広島色(2022年9月18日 新山口駅)
新和歌山色(2015年4月29日 串本駅)
瀬戸内地区地域統一色(2022年10月3日 新下関駅 - 長府駅間)
和歌山地区地域統一色(2018年4月8日 西笠田駅 - 笠田駅間)
訓練車色A(2006年10月26日 久里浜駅付近)
訓練車色B(2008年8月7日 八王子支社総合訓練センター)
1992年には、冬季の霜対策として奈良電車区の5編成で霜取り用のパンタグラフが増設された。対象はクモハ105-504・507・509・512・518で、パンタグラフ増設編成は冬季に運用が区別されている。