JR東日本209系電車
103系(東京・大宮総合訓練センター)・105系(八王子支社訓練センター・横浜支社総合訓練センター・こちらを参照)を改造した訓練機械を当時における最新型へと置換えるため、2008年に2両編成3本が投入された。いずれも京浜東北線用の209系0番台が種車であり、旧モハ209・モハ208-76は東京・大宮総合訓練センターに(帯は湘南色)、旧モハ209・モハ208-40は八王子支社訓練センターに(帯は朱色1号)、旧モハ209・モハ208-39(大船工場製)は横浜支社総合訓練センターに(帯はクリーム1号)それぞれ配置された。
先頭車化改造は極力種車の構造を生かしているが、先頭部台枠中央梁は棒連結器を密着連結器に交換するにあたり緩衝器が大型化するため、新たに製作したものを接合している。また、先頭車化改造後の車体長は19,925mm(全長20,425mm)で、0・3000番台先頭車より微かに長くなっている。
共通装備品として、運転台はクハ208形・クハ209形の廃車発生品を流用(FRPキセは新品を採用)し、ATS-Pを追加装備。運転室と客室の仕切りは、ドアのない開放型を採用。車端部は訓練教官が着席する指令室を設置。台車付近には、インカムマイクをつけた訓練教官や訓練生の声が聞こえるように、拡声器(スピーカー)を新設。制御機器の更新は行われず、GTO素子VVVF制御のままである。
各訓練センター向けの個別装備品として、訓練生の人数が多く訓練線の距離が長い大宮向け車両には、訓練中の様子を映し出すためのCCDカメラとモニター、D-ATCを模擬体験できる操作盤を設置。ATC路線のない八王子支社向け車両はATCを非搭載とした。
車内には、「この電車は、従来の半分以下の電力で走っています。」と表記されたステッカーが試作車も含めて貼付されている。ただし、2000番台・2100番台・2200番台ではこのステッカーは貼付されていない。
ウラ19・21・35編成では日本テレコム(現・ソフトバンク)の協力の下にコンテンツ編集・配信センターで蓄積されたコンテンツを駅などに設置された無線伝送装置から無線LANで受信し、車両内にリアルタイムで配信する「デジタルモニタ」サービスの実証実験に使用された。この実験車両では中吊り広告を撤去している。
新津車両製作所で最初に製造されたウラ36編成は、落成直後の1995年4月29日に招待客を乗せた上で信越本線新潟 - 新津間を走行した実績がある。運転に際しては特製ヘッドマークが用意された。
ウラ57編成は落成後しばらく電動車ユニットごとに異なる新型VVVFインバータ装置を搭載して試運転を実施していた。試験終了後は通常のインバータ装置に交換された。
ウラ67編成のクハ209-69は、2002年(平成14年)1月19日に蒲田電車区構内で脱線事故を起こした影響で台枠が歪んだため、車体が代替新造された。内装品などの一部は元の車体のものが再利用されているが、これは修理扱いで書類上廃車とはされていない。
1993年11月上旬には209系0番台10両編成と113系4両編成で異車種の併結試運転が実施されている。ただし、目的についてはJR東日本より公表されていない。
ウラ78編成では、一時期試験的に乗車促進メロディが10時 - 16時の間のみ使用されていた。
車両重量の欄の■の網掛は2000番台(空気式ドアエンジン装備車〈種車が0番台1・2次車〉)の重量、■の網掛は2100番台(電気式ドアエンジン装備車〈種車が0番台3次車以降〉)の重量。
2009年(平成21年)10月1日から営業運転を開始した。営業運転開始後しばらくの間は途中で増結や分割を行わない運用に充てられた。2010年12月4日のダイヤ改正では、総武本線・成田線などでも4両編成単独での運用を開始した。
また、当番台は先頭車のセミクロスシート化や中間車へのトイレの設置など、改造規模が大きいため、1編成当たりの改造工期は4両編成で約2か月、6両編成で約2か月半を要した。このため、車両の捻出間隔と比べて改造完了時期が追いつかないため、改造待ち編成の保管場所として長野・郡山・秋田の各総合車両センター、仙台・青森の各車両センター、高萩駅・直江津駅を中心に、JR東日本エリア全域にわたり疎開留置させたが、青森車両センターなど、使用中止となっていた線路を補修修理のうえ復活させた箇所もある。また保管場所は回送ロスを少なくするため、改造場所となるべく近いところとしていた。改造は2013年(平成25年)3月5日に出場したC618編成を最後に終了した。
房総・鹿島エリア全体で運用されているが、内房線・外房線の末端区間や鹿島線では2021年3月13日より、ワンマン運転に対応したE131系に置き換えられ、鹿島線では定期運用を終了した。
台車中心間隔は拡幅車体の採用による曲線での偏倚量の関係(拡幅車体で台車中心間距離を 13,300 mm にした場合、曲線通過時に車体のはみ出しが大すぎてしまう)で、同じ拡幅車体のE217系などと同様に 13,800 mm となっている。なお、500番台という番台区分はこの車体形状の変更に由来する。
基本的に車内は0番台を基本としており、座席は片持ち式のバケットシートである 。このうち、座席クッション材はウレタンからポリエステル樹脂成形品を使用することで汚損時の表皮張り替えを容易にしたほか、合わせて廃棄時のリサイクル性も高められている。また、車内非常通報装置は警報式から乗務員と相互に通話が可能な通話式へと変更した。
側面のドア間の大窓は従来車がすべて固定式であったのに対し、本番台区分では第1ドア・第2ドア間(先頭車を除く)と第3ドア・第4ドア間にある大窓(1両あたり4か所(先頭車は2か所))の車端寄り3分の2が開閉可能な下降窓構造に変更された。このため、従来の0番台・3000番台において妻面上部に設けられていた非常換気口を廃止している。その後、先頭車は第2ドア・第3ドア間の固定窓が0番台と同じ手法で開閉窓に変更された(後述)。このほか、行先表示器と運行番号表示器はLED方式を採用した。
制御装置をはじめとした走行機器類は0番台と同様だが、台車は209系950番台とも共通のヨーダンパ取り付け台座付きである。なお、本系列でヨーダンパ台座付き台車を使用するのは500番台と次に述べる1000番台のみである。また、パンタグラフは電磁鉤外し機能付きのPS28B形菱形を使用している。
老朽化した103系の置き換えおよび輸送力増強用として、1993年4月より首都圏の通勤路線に本格投入された。国鉄時代に開発・導入された在来技術に基づく鉄道車両のシステムを一から見直し、製造・整備の方法を全面的に改めた新しい設計思想(バリューエンジニアリングの手法)が採用されている。JR東日本では本系列以降の車両を「新系列車両」として区分している。
車両デザインは栄久庵憲司率いるGKインダストリアルデザインが手掛けた。1993年度・通商産業省(現:経済産業省)選定グッドデザイン商品(当時)金賞・ブルネル賞奨励賞を受賞した。
本系列はその後に登場したE127系、701系、E217系、E501系の設計のベースとなり、さらに通勤形電車と近郊形電車を融合させた「一般形電車」であるE231系や、E233系、E531系、E235系へと発展している。また、東京臨海高速鉄道の70-000形は、本形式の基本設計を踏襲しており、一部の車両は本形式に編入されている。
本系列を起源とする「新系列電車」の一群は、上記のようにJR東日本における電車設計の標準となっただけでなく、車両製造から廃車に至るライフサイクル自体の再検討、大規模なバリューエンジニアリングの導入や極限的設計の実用投入など、単なる新技術導入に留まらない新たなコンセプトを具現化しながら大量生産・継続運用されており、他のJR各社や私鉄など、日本の主要な鉄道事業者の車両開発にも大きな影響を与えた。