JR東日本E351系電車
2008年8月15日に夜行快速の「ムーンライト信州」92号に充当され、2009年も同列車に使用されている。
2010年(平成22年)3月まで朝の「スーパーあずさ」6号が信濃大町始発として設定されていたが、同月のダイヤ改正で松本始発に変更されたため、大糸線での定期列車の運行は消滅した。
2014年(平成26年)にJR東日本では本形式の置き換えを目的として、後継車E353系を新造することを発表した。E353系は2017年(平成29年)12月23日から営業運転を開始し、スーパーあずさ8往復のうち4往復がE353系に置き換えられた。
2018年3月17日のダイヤ改正で「スーパーあずさ」全列車がE353系に統一され、本形式は「スーパーあずさ」の運用を終了した。また、「中央ライナー」の運用も終了し、E257系に統一された。その後、同年4月7日に行われた「ありがとうE351系 松本〜新宿ラストランの旅」をもって全ての営業運転を終了した。
2017年12月24日付でS2+S22編成とS5+S25編成が廃車となった。2018年4月4日付でS1+S21編成が、4月8日付でS3+S23編成とS4+S24編成がそれぞれ廃車され形式消滅となった。廃車後は全車両が解体され現存しない。
「スーパーあずさ」で運用されるE351系(2017年5月4日)
貫通型先頭車を前に大糸線を走行するE351系(2007年1月18日)
中央ライナーで運用されるE351系(2018年1月26日)
さよなら運転用の方向幕ステッカー
台車の振り子機構自体は381系同様のコロ式であるが、車体傾斜を曲線通過時の遠心力のみに頼る「自然振子方式」の同系列に比べて「振り遅れ」と「揺り戻し」が抑えられ、乗り心地を改善していた。車体の傾斜角度は約5度で、半径600mの曲線で本則+25km/hの走行が可能であった。振子装置は八王子 - 大糸線信濃大町間で使用し、それ以外の区間では振子機能を停止して走行した。後に大糸線内では振子機能は使用しなくなり、八王子 - 松本間での使用に限られた。
台車は量産先行車はDT62形(電動車)TR247形(付随車)、量産車はDT62A形(電動車)TR247A形(付随車)で、いずれも枕ばねに空気ばねを用いたボルスタレス台車で、制御付自然振子装置を装着した。床面高さを下げるため車輪径を小さくし、810mmとしている。蛇行動を抑え高速走行時の安定性を確保するため、ヨーダンパも装着されていた。基礎ブレーキ装置にはディスクブレーキを使用した。
ブレーキ装置は、列車密度の少ない区間での回生失効を考慮し、回生・発電ブレンディングブレーキ併用電気指令式空気ブレーキを採用している。量産先行車の落成時は発電ブレーキは装備されていなかったが、1996年に行われた改造の際に追加された。量産先行車では、電動車の床下スペースに余裕がないことから、バックアップ抵抗器は隣接する付随車に搭載していた。他のJR東日本の新系列特急車と同様に、定速走行装置・抑速ブレーキを備えていた。
ミュージックホーンは255系と同じタイプが搭載されている。