新幹線500系電車
V編成は全車普通車で、4 - 6号車(このうち6号車は元グリーン車516形改造の526形7200番台)は2列+2列の指定席、そのほかの車両は3列+2列の自由席である。V編成を組成する車両はW編成の号車番号によるところの、博多方から1・2・3・4・13・10・11・16号車に当たる。車両番号は元番号+7000(6号車の526形7200番台は元番号+7200)とされた。
カラーリングはW編成時代から変更されていない。なお、組成から外れた車両は廃車となった。
なお、最高運転速度は285km/hとされている。8両編成化に伴い、パンタグラフの変更だけでなく、車体形状によりパンタグラフのカバー側壁の設置がなされなかったことや、短い編成中に重量機器が集中し300km/h運転が環境基準の面で不可能とされたことも最高285km/hに落とされた理由とされている。
V編成は2008年12月1日から運用が開始されたが、このときは主に0系と入れ替わる形になっていた。2009年3月14日改正からは、通勤・通学や帰宅時間帯の朝晩に重点的に運用が組まれた。これは、ほかの「こだま」用車両よりも定員が多いためである。
内装については、構造上の制約から来る車内空間やシートピッチの減少を和らげるべく配慮されており、カラースキームや照明についても利用客の視覚に優しいものとなっている。
普通車は、瀬戸内海をイメージしたバイオレットでまとめられている。奇数号車の座席にはローズ系の、偶数号車にはブルー系のモケットが使用されている。座席背面にテーブルが設置されている。
グリーン車は、グレイッシュベージュでまとめられている。肘掛け部分にテーブルが内蔵され、取り出して使用することができる。照明は半間接照明が採用された。
旧3号車博多寄り、旧7号車の東京寄り、旧11号車の博多寄り、旧15号車博多寄りには車販準備室が設けられた。そのうち旧7・11号車には車販準備室を兼ねたサービスコーナーを設置していたが、2003年10月のダイヤ改正時に廃止され、車販準備室のみになった。
前述のとおり高速化を追求した円筒形状の車体断面であることから、特に窓際の席の居住空間がやや狭くなっている。反面、インテリアカラー、グリーン車の座席、側窓吹寄せ部の処理などに居住性改善のための工夫がうかがえる。
この形式から車内の電光掲示板の駅名の表示が上から降りてくる形式になっている。これは700系のJR西日本編成(JR東海から移籍した編成を除く)とN700系の8両編成(JR九州所属の編成を含む)でも行われている。
旧偶数号車の博多寄りにはデッキと独立した電話室が設置された。
架線からの単相交流25kVを主変圧器で降圧した上で、主変換装置で直流に整流、その後三相交流に変換して主電動機を制御するVVVFインバータ制御方式である。
主変圧器 (WTM205) は強制風冷式を採用し、5,400kVAの容量を備える。
主変換装置 (WPC5) は500系900番台のシステムを踏襲し、GTOサイリスタ素子を使用した、PWMコンバータ2基+VVVFインバータ1基で構成されており、制御方式を3レベル制御にすることにより、電圧・電流波形が交流の正弦波により近い形となり、電流波形がひずむことにより発生するひずみ成分(高調波)の抑制を図っている。M1・M2車に2基ずつ搭載され、各装置が1両分4基の主電動機を制御する1C4M方式である。機器の軽量化を図ることを目的に、主変換装置1台で8基の主電動機を制御する1C8M制御方式も検討されていた。しかし、半導体技術の進歩によるGTO素子の大容量化がなされ、それによってコンバータ・インバータ間の直流電圧を上げることが可能になり、インバータの軽量化を実現した。そのため、1C8M制御方式は採用されなかった。
補機類の電源は主変圧器の3次巻線(単相交流440V 60Hz)である。空気圧縮機、空調装置などはこれを電源とするが、ATC、列車無線、補助空気圧縮機などが利用する電源は定電圧装置、補助変圧器、整流装置などを介して交流100V、直流100Vが供給される。
空調機器 (WAU601) は、効きの悪さを指摘された300系から改善するため、室外機を床下に2台、室内機を天井部分に8台搭載した、マルチエバポレーター・セパレート方式を採用した室内機から客室へのダクトを短くすることで空調の効きの悪さを改善した。
ライトグレー■を基調に、窓部分にブルー■とダークグレー■の帯を配し、ノーズ上部から天井部分にかけてはグレイッシュブルーで塗装された。この塗装パターンは、一部色を変更のうえで山陽新幹線区間限定列車となる「ひかりレールスター」(ライトグレー地に、窓部分がダークグレーとサニーイエローの帯)や「こだま」(ライトグレー地に、窓部分がダークグレーとフレッシュグリーンの帯)にも踏襲された。車番表記はデカールで貼り付ける方式になった。
先頭車両の運転席両脇には、“JR500 WEST JAPAN”のロゴが配されている。なお、W1編成落成時には存在していなかった。
運転時刻に変更はないが、12・13・20・21号の徳山駅停車を取りやめ新山口駅停車に変更したほか、1号が品川駅停車となった。また、一部の「のぞみ」で時刻の繰り下げと、他の「のぞみ」の設定時刻変更に伴う列車番号の変更が行われた。
下り のぞみ501号 新大阪07:00 → 博多09:21 のぞみ 1号 東京06:00 → 博多10:58 のぞみ 5号 東京07:50 → 博多12:55 のぞみ13号 東京09:50 → 博多14:55 のぞみ17号 東京11:50 → 博多16:55 のぞみ21号 東京13:50 → 博多18:55 のぞみ25号 東京15:50 → 博多20:55 のぞみ31号 東京17:50 → 博多22:55
上り のぞみ 2号 博多06:25 → 東京11:30 のぞみ 8号 博多08:25 → 東京13:30 のぞみ12号 博多10:25 → 東京15:30 のぞみ16号 博多12:25 → 東京17:30 のぞみ20号 博多14:25 → 東京19:30 のぞみ26号 博多16:25 → 東京21:30 のぞみ32号 博多18:26 → 東京23:29 のぞみ500号 博多20:07 → 新大阪22:28
営業最高速度は、山陽新幹線区間(姫路駅以西)における300km/hで、2001年までフランス国鉄 (SNCF) のTGVと並び鉄車輪・鉄軌道方式の鉄道車両では世界最速であった。平坦均衡速度は365 km/hである。また、運転開始時の表定速度(始発から終点までの平均速度)242.5km/hと2停車駅間の平均速度261.8km/hはTGVを上回る世界最速であり、1997年のギネス世界記録に掲載された。また、300km/h走行時には車内案内表示器に「ただいまの速度は300km/hです。We are now travelling at 300km/h.」の表示が流れる。営業運転開始当初の一時期は運転士による300km/h実況アナウンスも行われていた。2007年7月以降はN700系でも最高速度300km/hで運転しているが、山陽新幹線区間の速度種別においては、500系がU49(上り10‰勾配での均衡速度が349km/h)であるのに対しN700系はU43(上り10‰勾配での均衡速度が343km/h)であり、未だ日本最速の営業運転用車両の座を譲ってはいない。
1997年の営業運転開始時の新大阪駅 - 博多駅間の最短の所要時間は2時間17分(停車駅は岡山駅・広島駅・小倉駅。