山陽電気鉄道5000系電車
この過程では、2300系の一部の主電動機のMB-3037への換装等が行われた。
駆動装置もWNドライブが継承され、歯車比も3000系と同一の82:15 (5.47) となった。
台車は、初期車は円筒案内式ダイレクトマウント空気ばねの川崎重工業KW-35B(Mc・M用)・KW-36B(T・Tc用)を装着した。3050系3066F以降で採用されたKW-35・36Aを設計変更したものである。5020編成以降の増備車では、新設計の軸梁式である川崎重工業KW-93(Mc・M用)・KW-94(T・Tc用)に変更された。
1986年8月竣工の5012編成では、当初は軸梁式ボルスタレス台車のKW-73(Mc・M用)・KW-74(T・Tc用)を装備して落成、約4年間の試用の後、5018編成(KW-35・KW-36A装備)との間で台車交換が行われた。5018編成は1991年の6両編成化の際にKW-93・KW-94が新製され、再交換が行われている。山陽電鉄では自社線山陽塩屋付近の急曲線通過性能などの事情から、ボルスタレス台車の正式採用は見送られた。
パンタグラフは、製造当初は在来車の廃車で余剰となったPK-55菱形パンタグラフが流用された。3050系と異なり集中式の冷房装置を採用したため屋上スペースに余裕があり、3000系以前と共通の菱形パンタグラフが使用可能となった。
3両編成で残っていた5014・5016編成を4両編成化するため、1993年に5510・5511の2両が製造された。
5510 (1993年11月29日竣工)
5511 (1993年11月30日竣工)
側窓は扉間の3連窓の中央部と車端部の2連窓の妻寄りは従来の2段窓で、それ以外の窓は一枚式の固定窓となった。また、外枠の縦桟と下枠の一部がつや消し黒に着色されている。客室は山陽電鉄で初めて車椅子スペースを姫路方山側のロングシート部分を短縮して設置した。
台車も3次車と同じKW-94であるが、ばね下重量の低減のために波打車輪を初めて採用、3000系を含む他車にも新造・交換の際に波及している。
当初は夜間が主体であったが、1989年10月24日には初の6両編成による昼間試運転が東二見 - 霞ヶ丘 - 高砂 - 東二見間の各駅間において実施され、5016編成と5018編成の3両編成を2編成組み合わせた編成が充当された。
1998年2月15日、山陽姫路と阪神梅田を結ぶ直通特急の運行が開始された。一方、阪急方面への乗り入れは六甲から三宮までに短縮され、定期列車としての阪急線内乗り入れは休止された。
2016年3月より阪神特急の運用が誕生。同年1月現在、本系列は60両が在籍し、5030系2次車8両を含む6両編成が10編成は5030系と共通運用で、直通特急や特急を主体に運用され、4両編成のまま残された2編成は3000系・3050系4両編成と共通運用で、S特急や普通運用を中心に運行されている。
また、2020年よりサービス面向上と車内アナウンスの利便性を向上させるため、タブレット放送を施行した。日中は日本語でのアナウンスが主だが、朝夕ラッシュ時は日本語・英語での車内アナウンスで対応している車両も多い。また、新型コロナウイルス禍で乗客の数が少ない時間帯は、日本語のみのアナウンスで行われている。
本系列は当初、以下に示すように神戸方から5000形 (M'c) - 5000形 (M) - 5600形 (Tc) の3両編成で普通列車運用へ充当されて運用を開始したが、営業政策の転換で運用が普通主体から優等列車主体にシフトしていったことから4両・6両と順次長大編成化し、これに応じて中間車の新形式が追加されている。そのため、3両編成は一時2編成を連結して6両編成として運用されたケースもあったものの、最終的には1993年の5510・5511の増備ですべて4・6両固定編成化されて消滅しており、2011年現在は4両編成が2編成、直通特急に充当される6両編成が10編成を構成する。
これらの編成を構成するのに必要な車両数は総数68両であるため、本系列単独では8両不足することになるが、これは本系列の後継系列である5030系の5230形 (M2) ・5250形 (M3) を各4両ずつ新造し、挿入することで補われている。