上越線
40系 - 高崎車両センター所属。両毛線・吾妻線用。高崎-渋川間で運用。
クハ68形 - 長岡車両センター所属。短編成化で不足する後述の70系の制御車として使われ、70系同様に耐寒耐雪改造を受け新潟色に変更。
72系 - 新前橋電車区所属。高崎-水上間等の区間列車に運用。
70系(編成内に80系を含む) - 長岡運転所所属。4両または6両編成化のうえ耐寒耐雪改造を受け、雪の中でも目立つ新潟色に塗色変更。制御車化改造を受けたクハ75形も含まれる。他に新前橋電車区所属の両毛線・吾妻線用車が高崎-渋川間で運用。
80系 - 準急「ゆきぐに」「奥利根」「ゆけむり」「みくに」「草津」など。普通列車にも運用。
32系 - 前述の80系の編成に混用。
115系 - 新潟車両センター、高崎車両センター所属。全線で運用されていたが、水上駅以北(新潟車両センター所属車)は2016年、水上駅以南(高崎車両センター所属車)は2018年のダイヤ改正をもって運用を離脱。
153系 - 準急「ゆきぐに」、ほか急行など。
155系 - スキー臨時列車など。
157系 - 特急「白根」
165系 - 急行「佐渡」「越路」「越後」「弥彦」「よねやま」「ゆきぐに」「ゆざわ」「奥利根」「ゆけむり」「伊香保」「草津」、快速「ムーンライトえちご」など。普通列車にも運用。
161系・181系 - 特急「とき」「新雪」
183系・189系 - 特急「とき」「新雪」、快速「ムーンライトえちご」など
485系 - 特急「はくたか」「いなほ」「鳥海」、快速「ムーンライトえちご」
489系 - 特急「はくたか」、急行「能登」
681系・683系 - 特急「はくたか」
107系 - 高崎車両センター所属。当初は高崎駅 - 水上駅間で運用されていたが、晩年は両毛線直通列車として、上越線内は高崎駅 - 新前橋駅間のみの運用となっていた。
E127系 - 新潟車両センター所属。E129系の故障で急遽運用に入ったことがある。
185系 - 特急「草津」「水上」、快速「シーハイル上越」など
651系 - 大宮総合車両センター所属。特急「草津」
107系(高崎駅)
115系湘南色(高崎車両センター所属、2017年)
115系二次新潟色(新潟車両センター所属、2011年、水上駅)
165系 急行「佐渡」(1978年、越後中里駅駅 - 岩原スキー場前駅間)
181系 特急「とき」(1978年、越後中里駅駅 - 岩原スキー場前駅間)
489系 特急「白山」(1978年、越後中里駅駅 - 岩原スキー場前駅間)
185系 特急「水上」(2006年、高崎駅)
651系(井野駅)
E127系(2022年、石打駅 - 大沢駅間)