勝田車両センター
検査期限のため2016年11月6日付で仙台車両センターへ再転属。代替としてF2-22編成が転入。 F2-20編成(2011年12月15日転入)→ K620編成。 F2-22編成(2016年11月6日転入)編成番号変更なしで使用。 F2-25編成(2011年12月15日転入)→ K625編成。
2016年12月10日のダイヤ改正で仙台方面との線路がつながったことにより、K620編成、K625編成、F2-22編成も仙台車両センターに再転属した。
クモヤ441形電車
回送車両などの牽引車および伴走車としてクモヤ441-2と-5が2両配置されていた。2003年に廃車。
443系電車
1975年に登場した交直両用電気検測車。クモヤ443-1とクモヤ442-1の2両で編成を組み、架線検測・信号検測を行なう。E491系に置き換えられ2003年に廃車となった。
493系電車
クモハ51形を改造した架線試験車。車両の詳細は国鉄51系電車#クモハ51形を交直流試験車493系に改造を参照。
E991系電車
1994年に登場した試験電車。TRY-Zの愛称が付けられ各種試験を行い1999年に廃車。同車の試験のため区内では「TRY-Zプロジェクト」チームを発足し、技術開発支援を行なった。
ED75形電気機関車
平駅(現・いわき駅)電化に際して1963年に新設計の交流機関車であるED75形が投入された。後に内郷機関区へ転属。
EF80形電気機関車
1967年に2次型として登場した51 - 63が集中して投入された。後に内郷機関区と田端機関区(現・田端運転所)へ転属。
チキ5200形貨車
レール輸送用長物車。
高萩駅配備であった。
2019年2月12日付で2両が廃車され、配置が無くなった。
営業運転終了後は解体まで大宮総合車両センター東大宮センター(東大宮操車場)・高萩駅・勿来駅・草野駅などの電留線に留置されていた。
1978年に量産先行車が廃車された後、両編成の功績をたたえ区内に「401系交直流電車発祥の区」と刻まれた記念碑が建立された。
415系電車
普通鋼製とステンレス鋼製車体の車両が配置され、前述の401・403系と共に常磐線・水戸線の主力車両として運用されていた。
2009年3月には、普通鋼製500番台4両編成2本とステンレス製1500番台4両編成1本の計12両が九州旅客鉄道(JR九州)へ譲渡された。
2014年度からE531系付属編成への置き換えが進められ、2016年3月25日をもって運用を終了。2017年11月16日付で最後の1編成が廃車となり、配置が無くなった。
運用終了時にはステンレス製車体の1500番台4両編成のみが配置され、常磐線友部 - 竜田間と水戸線の普通列車で運用されていた。
701系電車
1000番台2両編成3本(6両)が原ノ町駅(原ノ町運輸区)に常駐していた。
2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)・福島第一原子力発電所事故の影響で運休となっていた常磐線小高 - 相馬間の運行が再開されたことに伴い、同区間用の車両として配置された。同区間は水戸支社管轄であるが、この区間を走る交流電車は地理的に近い仙台車両センターの所属車が担当していた。701系1000番台6両は同区間運転再開時に仙台車両センターから勝田車両センターへ一時転属した。
終日2両編成で運用されトイレは閉鎖されていた。
区間運転のため使用された編成は4編成で以下のとおり。 F2-18編成(2011年12月13日転入)→ K618編成。