国鉄キハ10系気動車
床面高さは1,250 mmであり、ステップの設置により地方線区で一般的な高さ760 mmのプラットホームから不具合なく乗降可能なようにされた。扉下部には明かり窓が設置され、ドア開状態の時はステップのフットライトが点灯する。
客室側窓は1953年製のキハ44000形2次車と同様、上段をH断面ゴム(Hゴム)支持固定、下段を上昇式とした、いわゆる「バス窓」である。窓下には補強帯(ウインドウ・シル)を備えた古い形態を残す。車体中央部壁の面に排気管を立ち上げる屋上排気方式を標準とした。雨樋はキハ44000系と異なり前頭部も縦樋が露出しており、初期車は前頭部の縦樋が車体隅にあったが、キハ45100以降の増備車では側面に移動している。
落成当時の塗色は青3号■(腰板、幕板)と黄かっ色2号■(窓周り)の塗り分け(旧一般色)であったが、1959年以降は朱色4号■(腰板、幕板)とクリーム4号■(窓周り)の塗り分け(新一般色)、1976年以降は残っていたものが朱色5号■の1色塗り(首都圏色)となった。朱色5号の1色塗りは1975年(昭和50年)2月に相模線のキハ10 61で試験採用されたのが始まりで、40系が登場した1977年(昭和52年)に正式採用されて日本全国に拡大した。
一時的にはクリーム2号■に赤2号■の帯を窓下に入れた準急色となった車両があり、急行「かすが」や準急「日光」の増結車両などで運用された実績がある。また、赤11号■(窓周り)とクリーム4号■の急行色となった車両もあり、1970年(昭和45年)時点でキハ51 19(当時盛岡機関区所属)による花輪線の運用が存在した。
九州では電気式試作車のキハ44100・44200形が鹿児島本線に投入されたが、キハ45000系は佐賀地区が初投入となった。九州北部では鹿児島本線や筑豊本線、筑肥線などで使用された。南九州では肥薩線や指宿枕崎線などで使用された。
水島臨海鉄道には1976年から1980年にかけてにキハ10形7両(キハ10 3・7・4・5・53・58・60)が譲渡され、キハ35形351 - 357となった。キハ35形により在来の旅客車が全て置き換えられたが、国鉄キハ20形の入線により1987年から1989年にかけて全廃されている。