0番代
近郊形交直流電車は1960(昭和35)年に50Hz用で常磐線向けの401系、60Hz用で鹿児島本線向けの421系が新製され、以後の増備は主電動機を増強した403・423系へと引き継がれていた。一方、1968(昭和43)年に50・60Hz共用の変圧器が開発されて特急形の485系、583系などが新製されたが、近郊形電車においても50・60Hz共用の車両が計画され、特急形などよりも遅れて1971(昭和46)年から新製されたのが415系である。
415系はモハ414・415、クハ411の4形式から構成されているが、クハがクハ415とならずにクハ411形300番代となっているのは、当初クハ401形をクハ411-1〜、クハ421形をクハ411-101〜に改番する計画があったためとされているが、結局実現しなかった。
初期車12両は403・423系のラストグループに準じているが、主制御器がＣＳ12Ｇ、主変圧器がＴＭ14に変更された。1974(昭和49)年新製のモハ414・415−4〜、クハ411-307〜は新製時から冷房装置を搭載し、側窓のユニット窓化、前照灯のシールドビーム化がなされ、主電動機はＭＴ54Ｄ、主変圧器がＴＭ20に変更されている。また、偶数向きクハにＭＧを搭載した。なお、クハ411-335は1974(昭和49)年に鹿児島本線における踏切事故により廃車となったクハ421-43の代替として冷房準備車として新製されたが、1983(昭和58)年に冷房改造された。(現在廃車)
1977(昭和52)年には初期車の冷房改造も行われ、偶数向クハに大形ＭＧを搭載、冷房制御機器の設置に伴い、運転室後部の側窓が埋められた。
初期車は勝田のみの配置で、その他は勝田・南福岡・大分に配置されている。塗色は401系などと同様に、赤13号に先頭車の前面のみクリーム色4号の帯を巻いた近郊形交直流電車の標準色であったが、1984(昭和59)年以降常磐線の車両はクリーム色10号に青20号の帯に変更され、九州車も1986(昭和61)年にクリーム色10号に青23号帯の「九州色」に変更された。
100番代
1978(昭和53)年から新製されたグループで、シートピッチを70mm伸ばして急行形並みの1490mmとなった。このグループから新形式のサハ411形が誕生し、サハのみ0番代となっている。クハは奇数向きでＣＰを搭載した100番代と便所付きでＭＧ・ＣＰを搭載した200番代とに分けられた。車体は0番代を基本としているが、シートピッチ拡大に伴って窓割が変更された。そのほか、メンテナンスの合理化を図るため、機器のユニット化、客室内の無塗装化などが推進されている。0番代と同様に勝田・南福岡・大分に配置されている。
500番代
常磐線の混雑緩和を目的として、1982(昭和57)年から新製されたロングシート車で、基本的には100番代に準じているが、主変圧器がＴＭ20からＴＭ20Ａに、主整流器がＲＳ22ＡからＲＳ45Ｂに変更された。ロングシートとなった客室内は、当時新製されていた201系通勤形直流電車と同様に暖色系の配色となっている。当初勝田にのみ配置されたが、一部は南福岡にも転属した。当初は赤13号にクリーム色4号の交直流色であったが、途中から常磐線色で新製されている。ＴcＭＭ′Ｔ′cを基本とし、サハは新製されていない。
700番代
混雑緩和と1985(昭和60)年「つくば科学万博」開催に伴い、常磐線の中距離電車を15両編成対応とするため、1984(昭和59)年から新製された。車端部とドア付近をロングシートとしているため、「セミロングシート車」と称される。勝田に配置され、常磐線で運用中。
800番代
1991(平成3)年9月のＪＲ西日本七尾線電化に伴って、113系近郊形直流電車を交直流化改造したもので、交流機器は「北近畿」用485系を直流化して捻出したものを使用している。33両が金沢に配置されており、ＭcＭ′Ｔ′cの3両編成が基本となっている。
1500番代
近郊形直流電車は1985(昭和60)年に新系列のステンレス車211系が新製されたが、交直流近郊形電車は運用上在来車との共通運用により併結を行うため、新系列の投入は見送られ、415系の在来車と性能は同一であるが、車体や台車などを211系に準したものとした1500番代を新製することになった。こうして1986(昭和61)年から新製されたのが本グループである。
車体は211系を基本としており、前面の種別表示器が小さい点、側面に行先札入れが設けられている点など細部が異なっている。機器関係は500番代を基本としているが、台車はＤＴ50Ｃ・ＴＲ235Ｃとなって乗心地が改善された。客室内は平天井で、冷房吹出口がラインフロータイプとなっている。
国鉄時代にまずロングシート車の1500番代とセミクロスシートの1700番代が新製され、勝田と南福岡に配置された。1700番代はサハ1両のみの新製となっている。さらにＪＲ発足後も増備が続き、ＪＲ東日本では1991(平成3)年に常磐線用として2階建て試作車クハ415-1901を新製、同車を組み込んだ編成には新たな区分番代としてステンレス車のサハとしては初のロングシート車サハ411-1601が登場している。
なお、車体の青色の帯は九州向けの車両は明るい青となっている。
常磐線を行く415系
2002年8月24日 土浦-神立間にて
