国鉄419系・715系電車
特急時代に10 - 13両編成で使用されていた車両を、導入線区の輸送量に合わせて715系は4両編成、419系は3両編成とそれぞれ短編成化して使用することから、715系は制御車、419系は制御電動車がそれぞれ不足した。そのため、以下に示す中間車は運転台取付の改造が施工された。 サハネ581形→クハ714形・クハ715形(100番台・1100番台)・クハ418形 モハネ583形→クモハ419形
工法は、改造期間を短縮するため中間車端部のトイレ・洗面所・寝台4区画分を台枠ごと切断し、あらかじめ製造しておいた運転台ブロック・増設客扉・客室を接合する方式(ブロック接合工法)である。
新設運転台はクモニ143形に類似した非貫通切妻構造であるが、種車の特徴である深い屋根構造による車体の高さをそのまま残したため、食パンを思わせる六角形の特徴的な断面となり「食パン列車」とも称された。
クハ714形0番台ならびにクハ418形は、編成中の補助電源と圧縮空気供給用に電動発電機 (MG) ・空気圧縮機 (CP) を新たに床下搭載した。 MGは急行形電車廃車発生品となる容量110kVAの物に脈流対策等を施工した。クハネ581形改造車のMGは150kVAであるため比較すると容量が若干小さいが、4両給電で冷房能力も小さいので問題はない。
下り方制御車は種車のクハネ581形が不足したためにサハネ581形改造のクハ714形0番台2両が充当された。床下に110 KVA MGとCPを搭載する。
クハ418同様、種車の後位側に運転台を有し、ドアも2箇所ともに新設し直している。
0番台と異なりクハ714形は存在しない。4両編成x15本計60両が改造され仙台運転所(現・仙台車両センター)に配置された。塗装は0番台同様クリーム1号地に緑14号帯としたが、前面塗分けが異なる。後に仙台配置の455・457系がこの塗色を採用した際、地色はより白みがかったクリーム10号に変更。その後は本系列の地色もクリーム10号に変更された。
分割民営化時には日本国有鉄道が保有していた60両全車がそのまま東日本旅客鉄道(JR東日本)に承継された。承継後に一部車両へ特別保全工事を施工。屋根の補修・寝台舟完全撤去・横引カーテンへ変更など改造された。このため末期には工事施工車と未施工車が混在する編成も存在した。
運用
東北本線黒磯 - 一ノ関間のほか、1991年(平成3年)までは仙山線仙台 - 愛子間・奥羽本線福島 - 庭坂間でも運用されたが、1995年(平成7年)から701系への置換えが開始され、1998年(平成10年)3月のダイヤ改正をもって定期運用を離脱した。同年3月22日にはさよなら運転を実施し、その後4月22日に団体輸送に使用されたのを最後に旅客運用を終了した。その後、1998年8月11日に最後の編成が廃車となり完全消滅した。
電動車の歯車比は高速向きの3.50であったが、近郊形としては起動加速力を欠いて運用に適さないことから101系通勤形電車廃車発生品に交換して5.60とし普通列車運用に必要な加速力を確保した。このため従来の標準的な近郊形電車(歯車比4.82)に比べて加速性能は良いが高速性能では劣り最高速度は100km/hに低下。このため動力台車がDT32K形に変更された。 大きい歯車比と重い車重から他系列電車が故障した際には、救援に投入された実績がある。