国鉄キハ391系気動車
1968年(昭和43年)には、国鉄の旧型ディーゼル気動車であるキハ07形(キハ07204)にヘリコプター用ガスタービンエンジンを搭載した機械式ガスタービン車の試験車が登場し、翌1969年(昭和44年)には再改造の上、キハ07 901に改番、その後も幾度かの改造を受けながら定置試験や本線上での試験走行による基礎研究が行われた。
一方、国鉄においても、1960年(昭和35年)に列車速度調査委員会(別名:速度向上委員会)が常設機関として立ち上がり、1968年(昭和43年)の第6回列車速度調査委員会では今後在来線特急列車の表定速度を85 - 90 km/h から100 km/h 以上へ引き上げることが望ましいとされ、当面の速度向上の目標は、最高速度130 km/h 、曲線通過速度+20 km/h以上、となった。
このうち、電化幹線の超特急(その後電化亜幹線の曲線高速通過に目的を変更)としては1970年(昭和45年)に591系電車が開発されたが、日本には山岳区間の非電化路線も多く、これら路線の高速化を目的に、1970年(昭和45年)から本形式の開発がスタートし、1972年(昭和47年)に落成することとなった。
制御車(定員60名)。運転台の他はすべて普通客室である。床下には冷房装置のほかM2車に供給するメイン燃料タンク(700L×2, 計1,400L)を設ける。構体自体の制作は富士重工業が担当した。