JR東日本千葉支社管内の電化区間末端部においては、209系2000・2100番代の4・6両編成が 使用されていたが、柔軟な列車設定と編成両数による輸送面の適正化、メンテナンスの効率化、ワンマン運転の導入による人員減への対応が検討された。 また、他のエリアの郊外・地方線区においても、同様の施策が計画され、直流電化の郊外・地方線区向けの標準車両として、本系列が開発された。
　「旅客サービスの向上」、「編成両数によらない車両システム」、「標準化を目指した設計」、「近年求められる車両設備への対応」の4項目を開発コンセプトとしている。 編成両数によらない車両システムとしては、E129系のMcMc'からMcTc’の2両を基本とすることで、今後導入予定の線区においてはM車、 T車を追加して編成両数増減の対応が容易になるようにしている。標準化については、走行性能のほか、ブレーキ抵抗器や、寒冷地向けの霜取パンタグラフを増設できる 設計としている。近年求められる車両設備への対応としては、ホームドアに対応するため、片側3扉ではなく、E235系などと同様に 片側4扉としたことである。
　房総地区向けについては安房鴨川・鹿島神宮方からクモハE131形（Mc）-クハE130形（Tc’）の２両編成を基本とし、線路設備モニタリング装置搭載車は床下機器配置が異なり、 McTc'ともに80番代に区分される。最大3編成を併結して6両編成まで対応可能で、最高運転速度は110km/hとなっている。
　車体は軽量ステンレス構体で、運転台部はE129系、客室部はE235系を基本としており、床面高さは1,130mmとして209系の1,180mmよりも低床化が図られている。 車体の飾り帯は房総の海をイメージした明るい青色と菜の花をイメージした黄色を組み合わせ、前面には房総の海の波しぶきをイメージした水玉模様を配している。
　客室内はE235系を基本としているが、セミクロスシートで、後位側の扉間に4人掛けクロスシートを配置し、その他は片持ち式ロングシートとなっている。腰掛の配色は 房総の海と内陸の花畑をイメージしたものである。客室の側扉は半自動対応で、半自動スイッチはボタン周囲のLEDが点灯するタイプである。側窓は赤外線吸収仕様の合わせ ガラスで、ブラインドは省略、クロスシート部分と7人掛けロングシート部分の大窓は下降式で開閉可能である。便所はTc'車に車椅子対応大型便所を設置している。Mc車の 車端部クロスシート向かいとTc'車の便所の前にはフリースペースを設置してレール方向に2段の手すり、妻部にクッションを取付け、床面に車椅子とベビーカーの大きなサインを 設けている。そのほか、セキュリティ対策として、車内防犯カメラを客室妻面、非常通話装置を側壁、便所内などに設置している。
　運転室はE129系に準じており、ワンマン運転を行うが、車内での運賃収受を行わず、車載ホームモニタシステム（車両完結型）を採用しているため、運賃箱や室内確認ミラー などは設けられていない。車載ホームモニタシステムとは、車端上部に設置したカメラにより運転台に設けられたディスプレイに乗降確認の映像を映し出すものである。
　主回路システムは、SiC素子を採用したVVVFインバータ装置（SC123）をMc車に搭載している。SC123は1C2M制御（1台のインバータで主電動機2個を制御）のパワーユニットを 2群構成しており、E131系を他線区への展開する際は0.5Ｍ車を構成する場合に片群にダミーユニットを搭載することで対応可能としている。主電動機は全閉外扇式誘導電動機MT83（150kW） を採用、ブレーキは回生・発電ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキを装備している。Tc'車には補助電源装置（SIV）SC124（160kVA）および電動空気圧縮機（CP） MH3139-C1000EF-D15MAを 搭載する。なお、線路設備モニタリング装置を搭載する80番代は床下スペースに余裕がないため、ATS-P車上装置などをクロスシート隣に設けた機器室と フリースペース上部の機器箱に設置しており、その分座席が2名分少なく、窓配置も異なっている。
　台車はE235系1000番代に準じ、電動台車がDT80B（前位）、DT80A形（後位）、付随台車がTR273D（前位・駐車ブレーキ装置付）、TR273A（後位） となっており、 ヨーダンパは準備工事となっている。
　パンタグラフはMc車の後位にシングルアーム式のPS33Hを搭載、冷房装置は屋根上にAU737（50,000kcal/h）を1基搭載している。
　 0番代10編成、80番代2編成（1編成は線路設備モニタリング装置予備編成）の12編成24両（R01〜R12編成）が2020・21（令和2・3）年に総合車両製作所新津事業所で製造されて幕張に配置、 2021（令和3）年3月13日ダイヤ改正から内房線木更津-安房鴨川間、外房線上総一ノ宮-安房鴨川間、成田線・鹿島線成田-鹿島神宮間で営業運転を開始、内房線・外房線では 日中を中心に木更津-上総一ノ宮間で直通運転を行っている。