大分地区で使用されていたキハ28・58形の置換えと輸送効率化のため、登場した両運転台車で、まず、日本車輌製造でキハ220-201〜209の 9両が製造され、2006（平成18）年6・7月に落成して大分に配置された。
　車体は前面行先表示器をバスで使用されているLED式大型タイプとし、側面の行先表示器も大型化してその部分の窓は単窓となっている。床面高さは 1,180mmから1,160mmに下げられた。スカートは踏切事故対策として、在来車とは形状が変更された。客室内はクロスシートとロングシートの千鳥配置で、 クロスシートは813系一般形交流電車に準じている。客室内の配色は化粧板をクリーム系、床はベージュ系に白のドット柄、腰掛はブラウン系の市松模様である。 腰掛背面パネルや仕切りテーブル、広告枠などには難燃木材を使用している。便所は車椅子対応となり、補助水タンクの配置により客室中央脇には ハイベンチシートが配置された。側窓は熱戦吸収UVカットガラスとなり、ブラインドは省略された。ワンマン設備は車内収受式で、運賃表示器は15インチ 2画面のTFT液晶に変更された。冷房装置はAU607KA、AU608KAで、定員は113（座席38）名。
　機関は環境対策として高圧電子制御システムを備えたコマツ製SA6D140HE-2（450PS/2,100rpm）、液体変速機は「直結1」、「直結2」の2段ギヤを採用 して中速域での加速力と燃費の向上を図ったDW14Jとなっている。台車は減速機支え装置の緩衝ゴムがショックトルクに強い方式に改良された DT600KC／TR600KAである。
　2006（平成18）年7月29日より大分地区の久大本線および豊肥本線で運転を開始、2009（平成21）年には日車でキハ220-210〜212の3両が製造されて 大分に追加配置されている。このグループは外観上は在来車と変更点はないが、バリアフリー対策が強化され、客室内の手すりの増設、ロングシート部分の 肘掛けを手すりに変更、車椅子スペースへのスロープ装備、客室内側出入口下部の黄色化などが行われた。
　2020（令和2）年4月1日現在では、キハ220-201〜206・210〜212が大分車両センターに所属（赤色）、キハ220-207〜209が佐世保車両センターに 所属（シーサイドライナー色）している。