キハ20形500番代は1964・65(昭和39・40)年に22両が新製された。
客室灯が蛍光灯化され、台車がＤＴ22Ｃ（ＴＲ51Ｂ）に変更されるなどの設計変更がなされたため新区分番代となったが、外観上は200番代と大きな差異はない。機関はＤＭＨ17Ｃ（180PS/1500rpm）、定員82（座席70）名。
写真の513はＪＲ四国に継承されたもので、側窓がユニット窓に変更されている。500番代でＪＲ四国に継承されたものはこの1両のみであったが、活躍期間は短かった。キハ20形500番代は1993(平成5)年までに全車廃車となって区分消滅した。
キハ20形500番代（ユニット窓化改造車・ＪＲ四国）
キハ20 513（四マツ）
昭和39.10新製→平成3.2廃車
1989年8月2日 松山気動車区にて
