東京横浜電鉄キハ1形気動車
国有鉄道線(省線)を管轄する鉄道省もこの時流に乗り、1929年(昭和4年)からガソリンカーの試作を開始した。当初は車体が重すぎて性能不足となるなど失敗が続いたが、私鉄ガソリンカーの設計手法を取り入れて開発された16 m軽量車体・100 psエンジン搭載のキハ36900形(1932年〈昭和7年〉・後にキハ41000形となる)は好成績をあげ、1935年(昭和10年)までに100両以上も作られ、全国各地で列車の増発を実現する成功を収めた。
これに意を得た鉄道省は、超大型の20 m級ガソリンカーの開発に乗り出す。1935年(昭和10年)に20 m車体・150 psエンジン搭載のキハ42000形を完成させ、これも1937年(昭和12年)までに100両近くが製造され、一定の実績を上げた。 当時の省線は電化がほとんど進んでおらず、大都市近郊でも蒸気機関車による運行が多かったため、電車同様の頻繁運転ができるガソリンカーは利用者からも歓迎された。
当時のガソリンカーは自動車におけるマニュアル車同様の手動式変速機を用いており、複数車両を先頭車から一括して制御することはできなかったが、連結運転の場合には編成各車に運転士を乗務させ、汽笛の合図で同時に変速を行うやり方で問題をクリアしていた。このため、実用上は通常3両編成が限度であった。
より経済性に優れたディーゼルエンジンの日本の気動車への採用例は、1928年(昭和3年)に雨宮製作所がドイツのMAN製船舶用エンジンを搭載して製造した長岡鉄道キロ1形が最初とされる。その後、1932年(昭和7年)には江若鉄道がドイツ国のダイムラー・ベンツ製メルセデス・ベンツ・OM 5-Sを気動車用として採用した。
エンジンは川崎KP170(排気量16.98 L、水冷、直列8気筒、連続定格出力170 PS / 1,500 rpm)で、実質的には鉄道省キハ42000形用制式エンジンであるGMH17そのものである。
ただし、連続定格出力150 PS / 1,500 rpm のGMH17とは異なり、170 PS / 1,500 rpm を公称しているが、その理由は定かではない。このGMH17は通常の私鉄ガソリンカー用としては大きすぎたため、日本内地では東横以外での採用例はない。
変速方式は機械式で4段変速のD211、クラッチはキハ42000形同様空気圧による遠隔制御を行う。これらは基本的には鉄道省標準品相当であるが、キハ42000形が高速運転を重視して逆転機内装の最終減速機の歯車比をキハ41000形の3.489から2.976に変更したD208を採用していたのに対し、本形式ではキハ41000と同じ3.489(加速重視)のD207のままとなっている。