キハ20系の本州用両運転台車として、1957・58(昭和32・33)年に103両が新製された。
キハ17系に比べて車体幅が200mm、高さが180mm拡大されたが、側窓は17系と同様に上段がＨゴム支持固定窓のいわゆる“バス窓”タイプとなっている。機関はキハ17と同様のＤＭＨ17Ｂ(160PS/1500rpm)を使用、台車もＤＴ19Ｃ(ＴＲ49Ａ)である。定員は82(座席70)名。
1958(昭和33)年9月以降の増備は、改良形のキハ20 201〜に引継がれている。
なお、機関は1959〜1962(昭和34〜37)年にＤＭＨ17Ｃ(180PS/1500rpm)に改修された。
また、1968(昭和43)年に17と43が簡易郵便荷物車化改造され、キハ20 601・602となった。
本州各地で活躍したが、老朽化と共に廃車が進み、ＪＲには九州の41のみが継承された。しかし、1990(平成2)年までに廃車となって区分消滅している。
キハ20形0番代
キハ20 90（分ノカ）
昭和33.3 新製→昭和61.7 廃車
1986年3月2日 南延岡機関区にて
