国鉄EF66形電気機関車
量産機はEF66形を名乗ることとなった。
本形式の量産開始に伴い、これまで暫定的にEF65形(500番台F形)の重連牽引としてきた「とびうお」などの高速貨物列車は本形式1両での牽引に変更され、以後、東海道・山陽本線系統の高速貨物列車牽引で主に使用されてきた。1985年(昭和60年)3月からは、寝台特急(ブルートレイン)「はやぶさ」「富士」など旅客列車の牽引にも使用されるようになった。
1987年(昭和62年)の国鉄分割民営化では西日本旅客鉄道(JR西日本)とJR貨物に承継された。1989年には、JR貨物によって一部設計変更の上で新規製作が行われた。これはコンテナ貨物輸送の好調を受け、列車増発に対応するもので、当時並行して開発に着手した新型機関車の投入までに輸送状況の逼迫を賄う時間的猶予がなかったための過渡的な措置である。以降、コンテナ車を主とする貨物列車に重用されている。
第12回(1969年)鉄道友の会ブルーリボン賞受賞。国鉄・私鉄の機関車でブルーリボン賞を受賞した車両は2017年(平成29年)時点、本形式のみである。
1995年(平成7年)5月11日付で40号機が本形式初の廃車、55号機は1992年(平成4年)4月8日に寝台特急「さくら」を牽引中、山陽本線須磨駅 - 塩屋駅間で線路内に転落したトレーラーに衝突して大破し復旧されたが、蛇行動など不具合の頻発により、1997年(平成9年)2月22日付で廃車となり、1999年(平成11年)から2002年(平成14年)にかけて41・44・52・54号機がJR貨物に移籍した。
以後、下関地域鉄道部下関車両管理室に10両(42・43・45 - 51・53号機)を配置し引き続き使用されたが、寝台特急の運用は漸次減少し、最後まで残存した「富士」「はやぶさ」(東京駅 - 下関駅間)の運用が2009年3月14日ダイヤ改正の列車廃止に伴い定期運用が消滅。その後、8両が廃車され、EF66 45・49の2両のみ残存した。以後は臨時の工事列車(工臨)などに用いられたのち、2010年9月20日付で廃車となり、JR西日本所属車は消滅している。
主電動機は、1,000 tの貨物列車を100 km/hで運転することを開発目標として、三菱電機が原設計を担当した。本形式専用に開発された直流直巻整流子電動機のMT56(85 %界磁時の端子電圧750 V時、1時間定格出力650 kW、定格回転数1,260 rpm)を6基搭載する。このMT56は後述するQD10中空軸式可撓吊り掛け駆動装置を採用することを前提として、耐熱性の高い無溶剤エポキシ樹脂絶縁材の採用や定格回転数の引き上げなどで高出力を得られるように設計された低トルク高回転数仕様の高速電動機であり、MT52より軽量でありながら85 %界磁でMT52の全界磁時の約1.5倍の出力を実現した。本形式ではこのMT56を歯数比3.55で使用し、85 %界磁での定格速度を72.2 km/hに設定、より定格回転数の低いMT52で歯数比3.83としていたEF65形の全界磁定格速度45 km/hを大幅に上回ったのみならず、牽引力を低くし定格速度を高く設計されていた旅客用機関車のEF58形(歯数比2.68、全界磁定格速度68 km/h)による重連とほぼ同等の走行性能、言い換えればEF65形の牽引力とEF58形の運転速度を両立する、一種の万能機として完成した。
制御方式は国鉄直流電気機関車で一般的な抵抗制御であり、主電動機の電気配列をつなぎ変える組み合わせ制御は橋絡渡り方式を採用している。制御装置として、CS27抵抗バーニア制御器、CS28界磁制御器を搭載する。設計時には電車と同様、左側に主幹制御器、右側にブレーキハンドルを配置する計画もあったが、現場サイドの要望よりこれは廃案となった。
弱め界磁制御はS(直列)、SP(直並列)、P(並列)の各ノッチにおいて最弱40 %までの8段と在来車より多く設定し、細かな速度制御が可能である。
※ここでは設計当初の仕様について記述し、後年の変更箇所は当該節にて記述する。