国鉄キハ40系気動車 (2代)
1999年から2000年にかけて6000番台にワンマン運転設備を付加 し、再改番 (6304・6307 - 6309・6311・6312)したもの。2015年7・2016年3月に廃車され、6304を除きミャンマーへ譲渡。廃区分となった。
キハ47形
2002年からJR東日本会津若松運輸区で余剰となっていたキハ40 511を日本宝くじ協会の寄贈による宝くじ号として会津鉄道が譲り受け、新潟トランシスで改造したもので、AT-400形 AT-401として2003年4月に使用開始された。
企画当初には2階建車両も模索されたが、キハ40形からの改造として現実的な一部ハイデッキ構造の展望車となった。同じ新潟トランシスが改造に携わった、JR東日本のキハ40系のジョイフルトレインに通じる雰囲気を持ち、共通の手法や部品も散見される。定員は48名。「風覧望」(ふうらんぼう)の愛称でトロッコ車のAT-351(2009年まではAT-301)と2両編成で「お座トロ展望列車」として行楽期を中心に運転されている。
会津若松方となる1エンド側を展望構造に改造しており、戸袋の位置を逆(車端側)にしたうえで客扉を車体中央寄りへ移設、その前位をハイデッキとした。運転台は低い位置に移設され、通路側は上半ガラスのパーティションとなった。前面は2枚の大形平面ガラスで視界を確保しているが、ハイデッキ部はシアターシート(床を階段状にして後方席からの展望を確保する構造)ではなく、1位側には排気管の立ち上がり部がある。
後位は、当初は2人がけの回転リクライニングシートが通路両側に配置され、若干の立席スペースも設けられていたが、2016年にそれまで連結していたAT-100形お座敷気動車が廃車になったことに伴い、お座敷席に改造された。
2007年に快速「南三陸」がキハ110系に置き換えられ、捻出されたキハ40形2000番台冷房車が小牛田から郡山へ転入した。これにより捻出された郡山のキハ48形3両は「みのり」への改造種車となった。2007年にキハ40形1両 (514) 、キハ48形2両(504・535)が小牛田へ転出し、1993年に当線へ転入したグループが撤退する。会津若松の車両の配置がなくなり、以後は小牛田所属車による運用に移管した。 2011年7月に発生した新潟・福島豪雨による災害の影響により、只見線は会津川口 - 只見間が不通となった。2013年5月に小出 - 只見間が新津運輸区に運用移管され、会津若松口が郡山総合車両センター、小出口が新津運輸区の受け持ちとなった。2015年の仙石東北ライン開業で小牛田区のキハ40形冷房車が会津若松・新津の両区に転入し、只見線は会津若松口、小出口ともに全車が冷房車となった。 2019年より会津若松派出所へキハE120系が転入したのに伴い、会津若松口のキハ40系は2020年3月13日に定期運用を離脱した。定期運用終了後の3月21・22日には旅行商品による運転が計画されていたが、新型コロナウイルス感染症拡大の影響によりいずれも中止された。キハ40 2021・2026は小湊鉄道に譲渡されることになり、2020年5月18日から翌19日にかけて甲種輸送が行われた。 小出口のキハ40系も、キハ110系導入に併せて2020年7月11日に運用を離脱した。これによりキハ40系は只見線の定期運用から完全に撤退した。
1999年に映画『鉄道員(ぽっぽや)』の撮影用として、当時釧路運輸車両所に所属していたキハ40 764に改装を施した。同作品に登場するキハ12形に近い外観のキハ22形は1995年3月に定期運用から離脱していたため、キハ40形700番台が改造対象となったものである。キハ40 764は旧キハ40 230 で、キハ12形に似せて側窓部の外板に横桟を入れて分割し上部をHゴム支持としたいわゆる「バス窓」風に、前面のパノラミックウィンドウを平窓に、前照灯を貫通路上部の1灯式に改造。塗装で経年劣化した状態を表現したほか、形式番号の標記は「キハ12 23」(実在したキハ12形の最終番号の次の番号)とした。映画撮影終了後の2000年3月に旭川運転所に転配。前照灯をシールドビーム2灯 に改め、本来の形式記号・番号標記を1・4位側扉点検蓋上方に小さく追加標記した以外はそのままの姿で「ぽっぽや号」として観光目的の臨時列車に用いられたが、集客の低下に伴い石北本線でのローカル運用に充てられたのち保留車となった。側面の改造で車体の老朽化が進み、前照灯と窓の変更により運転環境も悪化していたため、2005年6月24日に気動車の余剰整理を機に廃車された。廃車後は車体が2分割され、前位側先頭部がロケ地の幾寅駅前に保存されている。
キハ40 764。映画撮影用に改造後の姿(2004年4月26日 石北本線遠軽駅)
幾寅駅前に保存されるキハ40 764のカットボディ
秋田総合車両センター南秋田センター
津軽線 2016年3月25日までは八戸運輸区配置車両が使用された。
五能線
奥羽本線(秋田駅 - 東能代駅間、弘前駅 - 青森駅間)
男鹿線 五能線用車両は過去には弘前運転区に配置されていた。2021年3月12日をもって全運用を終了した。うちキハ40 1006・2018・2019は7月19日から21日にかけて千葉貨物駅まで甲種輸送され、小湊鉄道へ譲渡された。