451・453・471・473系急行形交直流電車
451・471系
新性能急行形直流電車153系を基本とした交直両用の急行形電車として、1962（昭和37）年より新製された。車体も153系に準じた2扉のクロスシートで、ホーム高さの低い線区での運用が多くなることから側扉にステップが追加されている。屋根上は交流機器の搭載に伴い、パンタグラフ付近が低屋根構造となっている。
50Hz用に451系クモハ451・モハ450、60Hz用に471系クモハ471・モハ470形が用意されたが、付随車の形式は共通でクハ451・サハ451・サロ451・サハシ451の各形式となっている。
153系と異なり、短編成での運用を考慮して電動車についてはMcM'ユニット方式としており、3両から編成を組むことが可能である。
また、側扉にステップを設けたたため、車体強度の関係から先頭車の前位寄側扉は外吊方式が採用されたが、後の増備車から戸袋方式に改められ、初期車についても改造された。
台車は以後の国鉄の中・長距離電車の標準台車となるDT32系が採用され、主電動機はMT46B（100kw）となっている。
451系は仙台または勝田に配置されて東北方面の急行列車を中心に活躍し、晩年は常磐線で使用され、一部が717系近郊形交流電車に車体更新された。残った車両もJR東日本に一部承継されたが1993（平成5）年までに全車引退した。
一方、471系は北陸地区で活躍し、一部が車体更新されて413系近郊形交直流電車となったほか、残りの車両もJR西日本に承継され、主電動機をMT54に変更して活躍を続けている。
なお、グリーン車とビュッフェ合造車については国鉄時代に廃車または改造により形式消滅した。
453・473系
451・471系の出力増強形で、主電動機はMT54（120kw）となった。453系（クモハ453・モハ452）が1963（昭和38）年、473系（クモハ473・モハ472）が1965（昭和40）年に登場した。
473系はほどなくして475系に増備が引き継がれたため、僅か1ユニットの製造にとどまった。
なお、付随車については451・471系と共通となっている。
453系は451系と同様に東北地区方面の急行列車を中心に活躍した。2ユニットが455系に改造されたほか、国鉄末期ごろから717系近郊形交流電車に車体更新も進められ、残った車両も常磐線で活躍を続けていたが、1992（平成4）年までに廃車となった。
473系は北陸地区で活躍の後、1986（昭和61）年に車体更新されて413系100番代となって形式消滅した。
クモハ451-1～12
451系の制御電動車（Mc）で、主制御器・主抵抗器などの直流機器を搭載している。定員76名。1・3・4・11・12は1986・87（昭和61・62）年にクモハ717-5・3・2・4・1に改造されたほか、残りの車両は1993（平成5）年までに廃車となって形式消滅した。
クモハ451-6（仙セン）
1962.7新製→1992.1廃車
1988年7月31日 仙台電車区にて
写真は2・4位側を示す。
クモハ451-6（仙セン）
1962.7新製→1992.1廃車
1989年3月23日 平駅にて
モハ450-1～12
クモハ451形とユニットを組む中間電動車（M'）で、パンタグラフのほか、主変圧器・主整流器などの交流機器を搭載している。定員84名。2・4位側には写真からも判るように主整流器冷却風取入口が2ヶ所設置されている。（車号の両側部分）
1・3・4・11・12は1986・87（昭和61・62）年にモハ716-5・3・2・4・1に改造され、残りの車両は1993（平成5）年までに廃車となって形式消滅した。
モハ450-6（仙セン）
1962.7新製→1992.1廃車
1988年7月31日 仙台電車区にて
2・4位側には写真からも判るように主整流器冷却風取入口が2ヶ所設置されている。
モハ450-6（仙セン）
1962.7新製→1992.1廃車
1989年3月23日 平駅にて
クモハ453-1～21
453系の制御電動車（Mc）で、主制御器・主抵抗器などの直流機器を搭載している。定員76名。20・21は1979（昭和54）年にクモハ455-202・203に、3・7・10・14・17は1987・88（昭和62・63）年にクモハ717-103・105・104・101・102に改造され、残りは1992（平成4）年までに廃車となって形式消滅した。
写真は雨樋を延長改造したもので、オリジナルは雨樋が乗務員扉の手前で切れており、1位側は乗務員扉上部に水切りが設置されていた。
クモハ453-5（仙セン）
1963.7新製→1990.5廃車
1989年3月23日 平駅にて
クモハ453形の2・4位側を示す。
クモハ453-12（仙セン）
1963.11新製→1990.6廃車
1989年3月23日 平駅にて
モハ452-1～21
453系の中間電動車（M'）で、パンタグラフのほか、主変圧器・主整流器などの交流機器を搭載している。定員84名。2・4位側に主整流器冷却風取入口が2ヶ所設置されている。20・21は1979（昭和54）年にモハ454-202・203に、3・7・10・14・17は1987・88（昭和62・63）年にモハ716-103・105・104・101・102に改造され、残りは1992（平成4）年までに廃車となって形式消滅した。
モハ452-5（仙セン）
1963.5新製→1990.5廃車
1989年3月23日 平駅にて
モハ452形の2・4位側を示す。モハ450形と同様に整流器冷却風取入口が2ヶ所設置されているが、11～20では形状を変更、最終増備車の21では主整流器がRS5AからRS22に変更されて冷却風取入口が廃止された。
モハ452-15（仙セン）
1963.12新製→1990.3廃車
1988年12月11日 岩沼駅にて
クモハ471-1～11・13・15
471系の制御電動車（Mc）で、主制御器・主抵抗器などの直流機器を搭載している。定員76名。12と14は欠番となっている。
3～8、10・11・13・15は1986～89（昭和61～平成1）年にクモハ413-7・9・2・6・4・1・3・10・5・8に改造され、残りの1・2・9は主電動機がMT54に換装された。その後延命NB工事施工により、側窓の交換や半自動扉化がなされ、近年は写真のように通風器撤去が進められた。2010（平成22）年に1と9が廃車、2がモハ471-2となって形式消滅した。
クモハ471-1（金サワ）
1962.7新製→2010.4廃車
2007年7月17日 富山駅にて
クモハ471形の1・3位側を示す。
クモハ471-9（金サワ）
1962.10新製→2010.4廃車
2002年12月22日 長浜駅にて
モハ471-2
クモハ471-2を2010（平成22）年に中間車化したものだが、2011（平成23）年には運用を離脱し、短命で消滅した。
モハ470-1～11・13・15
クモハ471形とユニットを組む中間電動車（M'）で、パンタグラフ、主変圧器・主整流器などの交流機器を搭載している。定員84名。2・4位側に主整流器冷却風取入口が2ヶ所設置されている。3～8、10・11・13・15は1986～89（昭和61～平成1）年にモハ412-7・9・2・6・4・1・3・10・5・8に改造され、残りの1・2・9は1990（平成2）年に主電動機がMT54系に換装されている。写真は比較的短命に終わった旧北陸色時代のもの。
モハ470-11（金サワ）
1962.10新製→モハ412-10 1989.11改造
1989年2月267日 富山駅にて
2・4位側の主整流器冷却風取入口が埋められ、延命NB工事施工により、側窓交換、扉の半自動化が行われている。モハ470-1については行先表示器が未設置である。
モハ470-1（金サワ）
1962.7新製→2010.4廃車
2007年7月17日 富山駅にて
近年では通風器の撤去が進んでいるが、写真のモハ470-9では車体中央寄りの1個を残している。行先表示器設置工事済。
モハ470-9（金サワ）
1962.10新製→2010.4廃車
2007年7月16日 富山駅にて
クモハ473-1
471系の制御電動車（Mc）で、主制御器・主抵抗器などの直流機器を搭載している。定員76名。
1986（昭和61）年にクモハ413-101に改造されて形式消滅した。
モハ472-1
クモハ473形とユニットを組む中間電動車（M'）で、パンタグラフ、主変圧器・主整流器などの交流機器を搭載している。定員84名。
1986（昭和61）年にモハ412-101に改造されて形式消滅した。
クハ451-1～40
451・453・471・473系共通の制御車。交直流急行形電車は当初、両栓構造のMcM'ユニットを両端として中間にTs・Tb・T車を挟む編成が組まれていた。その後方針変更により1963（昭和38）年に本形式が誕生し、1965（昭和40）年まで増備が続けられた。
車体はクモハ451・471形に準じているが、乗務員室助士席側後部に機器室がなく、その部分に窓が設置された。25・26は1979（昭和54）年にクハ455-202・203に、1・3～6・8・11・15・19・23は1986・87（昭和61・62）年にクハ716-7・4・2・5・91・6・8・10・3に、32・34～38・40は1986～89（昭和61～平成1）年にクハ412-5・7・9・2・1・10・6に改造された。
クハ451-18（仙セン）
1963.7新製→1990.10廃車
1989年3月23日 平駅にて
金沢の30・33はクハ451形として最後まで残った2両で、延命NB工事が施工された。2010（平成22）年に33が廃車、30がサハ451-30に改造されて形式消滅した。
クハ451-30（金サワ）
1964.1新製→サハ451-30 2010.9改造
2007年7月17日 高岡駅にて
サロ451-1～26
451系の一等（1969年よりグリーン車）付随車（Ts）で、153系のサロ152形に準じている。定員48名。回送用運転台付。26はAU12S形冷房装置搭載準備車として製造され、屋根上の通風器の配列が異なる。1～9・13・21・22・26は1970～79（昭和45～54）年にサロ451-107～115・118・116・117・119に、15～17・19・20・23～25は1969～80（昭和44～55）年にサロ455-205～207・209・210・201～203に改造され、残りも1986（昭和61）年までに廃車となり、区分消滅した。
サロ451-101～105・107～119
101～105は1963（昭和38）年に新製されたグループで、床下にCPを追加したため100番代に区分された。106は欠番で、107～119は1970～79（昭和45～54）年にサロ451-1～9・21・22・13・26にCP取付改造を行ったものである。1985（昭和60）年までに全車廃車となって区分消滅した。
サハ451-1・2・101
1962（昭和37）年に新製された付随車（T）で、定員84名。0番代はCPなし、100番代はCP付である。1は1983（昭和58）年に廃車、2・101は1986（昭和61）年にクハ412-8・3に改造されて形式消滅した。
サハ451-30
サハ451-30を2010（平成22）年に中間車化したものだが、2011（平成23）年には運用を離脱し、短命で消滅した。
サハシ451-1～16
二等・ビュッフェ合造の付随車（Tb）で、床下にMG・CPを搭載している。定員36名。サハシ153形の「寿司コーナー」に対し、本形式では「そばコーナー」が設けられた。本形式から電子レンジが食堂車の調理器として本格的に採用されるようになった。1977・78（昭和52・53）年に全車廃車となって形式消滅した。
