国鉄80系電車（こくてつ80けいでんしゃ）は、1950年に登場した日本国有鉄道（国鉄）の長距離列車用電車形式群の総称である「系」「系列」という概念は、1964年制定の車両管理規程（総裁達178号）に基づき定められた車両称号基準規程により生じたものであり、開発された当時、国鉄には「系」「系列」という概念が存在しなかった。本項では便宜上の総称として「80系」もしくは「本系列」と表記する。。
概要 「湘南電車」と呼ばれる車両の初代に該当する。太平洋戦争後、東海道本線東京地区普通列車のラッシュ輸送対策として電気機関車が牽引する客車列車の運用置換えを目的に、当初から長大編成での組成を前提として開発・設計された。
これ以前、鉄道省や運輸省時代までの国有鉄道は、客車列車を輸送の本流として扱い、電車は大都市圏の短距離輸送に重点を置く補助的な存在と捉えていたが、日本国有鉄道（国鉄）の発足に伴い、100 kmを超える長距離輸送に本格投入した最初の電車であり、走行性能で電気機関車が牽引する客車列車を大きく凌駕し、居住性も大きく改善された昭和8年より京阪神地区向けに製造された42系電車で既に客車なみの居住性を実現していたほか、高速性能でも客車の急行列車並みの性能を実現していた。。電車が長距離大量輸送に耐えうることを国鉄において実証し、その基本構想は後年の動力近代化計画から電車特急や東海道新幹線の実現にまで影響を及ぼした。
メカニズム面では基本的に国鉄が大正時代から蓄積してきた伝統的設計の流れを継承するが、内容は大幅な強化・刷新が図られ、1950年代に続いて開発された70系電車・72系電車全金属車体車とともに「国鉄における吊り掛け駆動方式旧形電車の集大成」と評すべき存在となった。
1950年（昭和25年）1月から1958年（昭和33年）4月までの8年間にわたり、大小の改良を重ねつつ合計652両が製造され、普通列車・準急列車用として本州各地の直流電化区間で広く運用されたが、1983年（昭和58年）までに営業運転を終了し、保存予定で車籍が残っていた1両を除いては1984年（昭和59年）に形式消滅した。
開発の経緯 戦前 東海道における長距離電車運転は、鉄道省時代の大正後期に横浜 - 国府津間電化が計画され、完成時には2扉セミクロスシートで木造車のデハ43200系電車の新製投入が計画された『鉄道ピクトリアル』2018年7月号別冊「国鉄形車両の記録 80系・70系電車」p.55。しかし計画途上の1923年に関東大震災が発生し、落成済みの車両は被災車の代替のためデハ43200形は3扉ロングシートの通勤車デハ63100形に改造、中間組込み予定のサロ43100形は京浜線に転用されたため、東海道線での電車運転計画は計画は断念された。
一方で電車による長距離運転は、1930年から横須賀線東京 - 横須賀間約68 kmにおいて、従来の客車列車置換えで実施された。この施策は、速度向上やラッシュ対策の実績をあげ、翌1931年からは長距離対応型の2扉クロスシート車32系電車（モハ32・サハ48・サロ45・サロハ46・クハ47形）を新たに投入。2等車（現在：グリーン車）を含んだ編成で居住性を大きく改善した。
しかし電車化の本命とされた東海道の普通列車では、横須賀線より長距離運行系統という事情もあり、太平洋戦争後まで長年にわたり電気機関車牽引列車で運行されることになった。
計画 終戦後の混乱期における輸送事情逼迫は極めて著しく、東海道線東京地区についても横須賀線と同様に加減速性能・高速性能の優れた電車を投入し、高頻度運行で激増する輸送需要に対応しなければならない状況に至った。
東海道本線電化は、1934年の丹那トンネル開通時点で東京から沼津までが完成しており、1946年時点の国鉄はこの約126 kmの区間で普通列車電車化を計画した電化工事自体は1949年中に静岡・浜松まで完成したが、諸事情から沼津以西への電車投入はやや遅れた。。国鉄は戦時中より運輸省の所管となっていたが、戦後の1949年に公共企業体「日本国有鉄道」となった。
しかし当時、連合国軍の占領下で日本の鉄道政策を掌握した連合国軍最高司令官総司令部 (GHQ) 第3鉄道輸送司令部 (MRS) は、アメリカ合衆国のインターアーバン（都市間電車）ではすでに衰退が始まっていた事例から、100kmを超える長距離区間の長大編成電車列車による高頻度運行には懐疑的であった。また設備投資抑制が図られていたこともあり、本計画が必要とする新製車両の定数充足を認めようとしなかった。
国鉄は、上述した障害の中で製造許可を得るために、東海道線電車についても「横須賀線程度の短距離運転」という名目でひとまず計画をスタートさせ、後から距離を延長して所期の目的を達成するという策略官庁における計画承認では、一般に大規模な計画をそのまま承認させるのは難しいが、当初は規模を小さくした上で予算が承認された計画について後から追加予算で規模を拡大することは比較的認められやすい傾向があり、これを逆手にとった策である。後の新幹線計画承認および予算確保でもこの策略的手法が洗練度を高めたうえで活用された。を用い、ようやく本計画に係る予算を承認させた。
設計・開発 島秀雄工作局局長（当時）主導の旅客車開発グループの手により、比較的長時間にわたる乗車と高速運転を配慮した構造を念頭に置いた国鉄初の本格的長距離電車として設計・開発が行われた。実績のある既存技術に加え、鉄道技術研究所において研究が進められていた新たな各種技術の導入もふんだんに求められた。
本系列開発以前の日本では、電車は路面電車からスタートした経緯もあって短編成運転が原則で、国鉄・私鉄を問わず運用上の小回りが利くように「電動車はすべて運転台付き」とされていたが、長大編成が前提となる本系列は「電動車は中間車のみとし、先頭車は制御機能に徹する」中間電動車方式を採用し、乗り心地やコスト面における改善を実現した。台車はコロ軸受の採用や高速台車振動研究会の研究成果を取り入れた新設計の段階的な導入により乗り心地と高速走行時の振動特性の改善が図られた。さらにブレーキ制御は在来の自動空気ブレーキに電磁弁を加え後部車での応答遅延を最小限に抑えることで、当時の電車としては未曽有の長大編成となる16両編成運転を可能とした。また大出力モーター搭載の長所を活かし、当初は編成内MT比（電動車と付随車の比率）を「2:3」とする経済編成を基本とした。
高速型台車や中継弁・電磁給排弁付自動空気ブレーキなどを除けば、関西私鉄各社の戦前型電車に比較してもスペック自体は優位ではないが、それらの技術開発成果や影響も散見される。 新京阪鉄道・阪和電気鉄道・参宮急行電鉄・阪神急行電鉄などの関西私鉄では1930年代中期までに、6両以上の長大編成や最高速度100 km/h超の高速性能を計画。複雑精緻なU自在弁による長大編成用自動空気ブレーキ（Uブレーキ）空気圧指令のみで12両編成を可能とする。これに対し本系列で採用されたA動作弁では、中継弁や電磁弁を併用しない場合は電車用で6両編成が上限となる。・比較的多段の自動加速制御器東洋電機製造の電動カム軸制御器や三菱電機の単位スイッチ制御器など。路面電車では先進的な油圧カム軸制御器の採用例もあった。また一部では勾配区間での抑速などを目的とした発電・回生ブレーキの常用が行われており、ブレーキの電空同期という点では未熟で操作時に制御器とブレーキ弁を使い分ける点で乗務員の習熟を要するが、ブレーキシューの摩耗量激減やタイヤ弛緩の抑止など大きな成果を上げていた。・大出力主電動機標準軌間路線が多いこともあり、国鉄が端子電圧675V時1時間定格出力100kWの標準電動機であるMT15を採用し始めて間もない1927年には、すでに端子電圧750V時 1時間定格出力150kWの東洋電機製造TDK-527Aが新京阪鉄道P-6形用として実用化されている。その後も、国鉄と同じ狭軌用150kW級電動機では東洋電機製造TDK-529A（端子電圧750V）と日立製作所HS-262AR（端子電圧600V）が、それぞれ阪和電気鉄道モタ300・モヨ100形と南海鉄道電9形用として1929年に完成。1933年には、戦前の電車用主電動機最大出力を記録する端子電圧750V時 1時間定格出力170kW級の芝浦製作所SE-146が大阪市電気局100形用として完成するなど、速度競争の激しい関西私鉄では、国鉄を大幅に凌駕する大出力主電動機の採用が目立った。など本系列を凌駕する高度な機器その多くが欧米製品のライセンス生産ないしは改良品を基本としていたが、南海鉄道が多用した日立製作所製品は、例外的に戦前から独自開発を一貫して行っていた。を大量導入している。
本系列の真の革新性は大局的な背景から捉えるべきものである。技術面では大量増備を考慮してコストを抑制した経済的かつ堅実な選択も見受けられるが、全体では既成概念を覆す大規模な総合システムとして現実に成立させ、なおかつ集中的に運用したことに意義があった。
初期故障 営業開始前試運転では1950年2月9日に車両火災焼失事故が発生した。営業運転開始後も当初は初期故障が頻発・世間から湘南電車をもじった「遭難電車」などの不名誉な呼ばれ方もされたが、各機器の改良や設計見直しによる故障解消ならびに性能安定化が得られ、客車並みの設備と乗り心地とスピードアップ効果から徐々に利用者の支持を得た。
構造 車体
基本的共通事項として、乗降を円滑にするため3等車は1m、2等車サロ85形は700mm幅の片開き片側2ドア客用扉と車端部デッキを採用する『鉄道ピクトリアル』2018年7月号別冊「国鉄形車両の記録 80系・70系電車」p.11。
初期の半鋼製車では窓の高さが客車や従来の電車よりも若干高い位置とされた。引き続き改良も実施されており、客室天井の通風器が初期車での大型砲金製風量調節機能付から、2次車では製造コスト低減のため皿形の簡素なものになるなどの変更点もある。客席屋上の通風器は製造期間中3回にわたって形状変更され、試作形通風器(モユニ81003・モユニ81004に取付)を含めると計5種類に分類できる。
塗装
塗装は80系の宣伝に目立つ色かつ高速走行時の視認性向上を図ったオレンジ色を、またオレンジ色と調和して汚れの目立たない濃緑色を採用し、幕板と腰板・妻面は緑2号で、窓周りは黄かん色で塗り分けられた『鉄道ピクトリアル』2018年7月号別冊「国鉄形車両の記録 80系・70系電車」p.13。この塗り分けは後に「湘南色」と通称されている。
当時の日本において斬新であったこの塗色は、「静岡県地方特産のミカンの実と葉にちなんだもの」と言われ、国鉄も後にはそのようにPRしている。しかし、実際にはアメリカのグレート・ノーザン鉄道の大陸横断列車「エンパイア・ビルダー」用車両の塗装オマハオレンジとオリーブグリーンと呼ばれる2色を基本とする塗り分けであるが、境界部に黄色の細帯が入れられるなど湘南色と比べると格段に複雑な塗装であった。にヒントを得てヒントを得た媒体は広告ポスターであったとも、海外の鉄道雑誌であったとも言われる。、警戒色も兼ねてこれに近い色合いを採用したことを開発に携わった国鉄技術者が証言している。
当初は窓周りが比較的濃い朱色であったが、評判が悪かったため公式試運転時に国鉄総裁や招待客による試乗が行われたが、このうち宮田重雄(画家・医師。当時NHKラジオのクイズ番組「二十の扉」にレギュラー出演して大衆にも著名であった)は新聞記者の質問に対し「中は綺麗だが、外の色でぶち壊しだ。塗り替えてもらいたいね」と応じている。また「錆び止め塗料そのままの色ではないか」「まるで中華料理店のよう」という評もあった。にみかん色に変更した。ほかにも彩度や明度は、塗料退色が関係する耐久性の問題・時代・担当工場により、塗り分け線とともに幾度か変更されてきた。
尚、湘南色及び同時期に明色化された横須賀線電車の塗色採用過程での試験塗装として、1949年末頃に横須賀線で運用されていた32系モハ32028を使用し、電気側側面を湘南色(本採用された色とは若干色調が異なる)、空気側側面と正面をスカ色に塗装した実車試験が実施され、同車は一般乗客から「お化け電車」とあだ名された。
車内設備
客室内装も当初は戦前同様に木製で照明も白熱灯を採用。客車同様のクロスシート、両端のみ通勤利用も考慮しロングシートとし、座席下には電気暖房を搭載する。 32系・52系などの戦前製2扉形長距離電車でのデッキなしドア両側ロングシートと比較すると、より長距離での運用を意識した設計である。
クロスシートは座席のシートピッチ（前後間隔）を従来の客車より縮め、座席数を増やして定員を拡大するとともに通路幅を800mmに広げた。 初期車では有効空間を拡大するため座席背ずりの上半分にモケットが張られていなかったが（しかも物不足から不心得者がモケットを切り裂いて持ち去る風潮に対抗するため、当初は当時の「工」の字の国鉄マークを織り込んだ特製モケットを張っていた）、アコモデーションの面では不評で、2次車からは背ずり全体に（柄のない通常の）モケットを張る改善が実施された。
トイレはデッキ側から出入りする構造として客室との遮断を図り、臭気漏れ対策や他の乗客の視線を受けない配慮がなされた。また、従来の鉄道車両用トイレは床板に和式便器を埋め込み配管等は床上に露出した構造だったが、配管の破損や床の汚損が絶えなかったため階段状の段差を作り段上に和式便器を埋め込み、配管等は段の内側に隠す構造が初めて採用された。この様式は80系電車が嚆矢となり、一般家庭の和式トイレにまで採用されるようになった。本方式は、考案者である当時の島秀雄国鉄工作局長のイニシャルから当初S式便器と呼称した。 進駐軍関係者など外国人の利用を考慮し、サロ85形初期車では洋式としたが、当時の日本人乗客には洋式便器の使用法を知らない者が多く汚損・破損や故障が頻発したため2次車のサロ85006以降は和式へ変更された。
台枠 当初からの構造的特徴として、台枠のうち台車心皿中心間で船の竜骨に相当する中梁を簡素化し、車体側板と接する側梁を強化することにより、梯子状の台枠構造全体で必要な強度を確保しつつ軽量化を図っていた点が挙げられる。
これは1930年（昭和5年）製造の16m車（湘南電気鉄道デ1形電車→京浜急行電鉄デハ230形電車）で川崎車輛の設計により採用されたのが日本の高速電車における初出であるが、その先進的軽量化設計の意義を合理的な強度計算手法を含め理解しようとしなかった無理解な鉄道省の担当官による硬直的な対応で増備車では中梁装備への退行を強制されデ1形の設計認可時には様々な事情から特認が与えられたが、担当官はその付帯条件として以後の増備車での中梁設置を義務付け、この設計手法の援用を禁止した。、以後太平洋戦争後に至るまで約20年にわたり顧みられていなかった手法である。本系列ではかつて鉄道省の担当官が「妥当ナラザル」として禁止したこの設計手法を、その後身である日本国有鉄道の車両局自らが、より長く重い20m級車両で採用したものである。
以後、この設計手法は後続の国鉄70系電車や近鉄2250系電車をはじめとする各私鉄の新造車など、張殻（モノコック）構造の設計手法が導入されるまでの時期に設計製造された日本の鉄道車両で積極的に用いられる一般的な軽量化手法として広く普及した。
主要機器 台車・主電動機・主制御器などは、戦時設計ながら戦後も大量増備されていた63系通勤形電車に1947年（昭和22年）以降試験搭載され改良を重ねて来た新技術が活かされている。そのシステムは、1950年（昭和25年）時点の国鉄における最新・最良の内容といえるものである。
大出力主電動機搭載の長所を活かし、当初は編成内MT比2:3で起動加速度1.25 km/h/s電車としては低いが、客車列車と比較すれば飛躍的な性能向上であった。とする経済編成を基本とし、通常運転の最高速度は95km/h（後年は幹線区で100km/h）・設計最高速度は110km/hとした。なお1955年（昭和30年）には東海道本線での速度試験でMT比4:1の特別編成が、125km/hの最高速度を記録している。
主電動機 当時の国鉄電車用として最強力の制式電動機であるMT40端子電圧750 V時1時間定格出力142kW、定格回転数870rpm（全界磁時）・1,100rpm（60%界磁時）。を搭載する。 MT40は、戦前からの標準型主電動機のMT30端子電圧675V時1時間定格出力128kW、定格回転数780rpm（全界磁時）・1,005rpm（60%界磁時）。をベースに絶縁強化・冷却風洞装備などの改良を施したもので、端子電圧差戦前の鉄道省時代には、送電時のロスによる電圧降下を1割と見込んで架線電圧を直流1,350Vとし、モーターを2個直列で使用することを前提に端子電圧を675 Vとして主電動機の設計を行っていた。戦後は逆に変電所から送り出す段階でその降下分を見込んで最大で1,650 V程度までの範囲で昇圧した状態で給電し、架線経路中での降圧により架線から集電する段階で定格の直流1,500 Vとなるように変更された。を考慮すると額面上の実質性能はMT30とほぼ同等であるが、冷却機構の強化などで信頼性が向上していた。
駆動装置は従来どおり吊り掛け駆動方式を採用し当時はカルダン駆動方式などの非吊り掛け駆動方式は日本ではまだ研究段階にあり、吊り掛け駆動方式を採用するしかなかった。、歯車比は同じMT40を装架する63系通勤形電車の2.87に対し、高速性能を重視した2.56とした。これにより1時間定格速度は全界磁時56.0km/h、60%弱界磁で70.0km/hとなった。
主制御器 1949年（昭和24年）度製造の初期形では設計開発が間に合わず、戦前から長らく国鉄標準機種であったCS5A電空カム軸式主制御器を暫定的に搭載した。
1951年（昭和26年）度製造車からは、63系電車での試作開発結果1945年（昭和20年）より研究が開始され1948年（昭和23年）より東洋電機製造CS100A（直列6段・並列5段・短絡渡り・逆回転）、日立製作所CS101（直列6段・並列5段・短絡渡り・一方向回転）・CS102（直列7段・並列6段・橋絡渡り・一方向回転）・川崎重工業CS103（直列6段・並列5段・短絡渡・、一方向回転）の3社4種制御器を試作し、3年にわたり運用試験を実施。その結果を反映して制式化設計が実施された。を受けて開発されたCS10電動カム軸式主制御器に変更された。
CS10は、CS5に対して以下の相違点を有する。 1方向1回転式の電動カム軸化により直列・並列各2段ずつの多段化が実現。しかも電空カムでは必要であった星車などのカム軸回転停止機構が不要でノッチ飛び事故の発生を防止できた。 直並列切替時には主回路上に接触器を一旦挿入し、わたり動作中の電動機の引張力変化を最小限に抑制する橋絡渡りを導入。この結果切替ショックを大幅に軽減した。 CS5では焼損事故が発生した場合に発火による被害が制御器本体にまで及んでいた内蔵断流器をCB7あるいはCB7A遮断器として別筐体に格納するように変更。故障時の被害を最小限に抑えることが可能となった。 CS9AあるいはCS111952（昭和27）年度予算で発注されたグループ以降に採用。界磁弱め接触器を付加し、高速域での速度性能向上に加え弱め界磁と起動減流抵抗による減流起動を組み合わせることで、衝動が小さくスムーズな起動を可能とした弱め界磁起動機能そのものは1949年（昭和24年）の80系1次車用CS5Aで初採用。。
制御段数は直列7段・並列6段・並列弱め界磁1段で弱め界磁率は60%である。
さらに1952年（昭和27年）以降製造グループでは、並列弱め界磁段を2段構成とし、弱め界磁率を60%と75%の2段切り替えとした改良型のCS10Aに変更、高速域での走行特性が改善された。
クハ86形・クハ85形・クモユニ81形の主幹制御器（マスター・コントローラー）は、いずれもゼネラル・エレクトリック社製C36のデッドコピー品で、戦前より国鉄電車の標準機種であったMC1系のMC1Aを搭載する。
台車
80系の設計に先立って国鉄車両局や技術研究所、台車メーカーの専門家とともに高速台車振動研究会が設立され、走行性能の改善の研究を行った『鉄道ピクトリアル』2018年7月号別冊「国鉄形車両の記録 80系・70系電車」p.15。この結果、扶桑金属工業製の鋳鋼台車でウイングばね式のTR37形（後のDT14形）および軸ばね式のTR39形（後のDT15形）の2種類が登場し、1948年度製造のモハ63形に装備された。これらの台車での試験や長期使用の結果から、80系ではさらなる性能向上を図った台車が使用されることになった。
電動車のモハ80形やクモユニ81形では、軸ばね式鋳鋼組み立てのDT16形（旧呼称TR39A形）が採用された。台車枠が一体鋳鋼製となって剛性が飛躍的に向上したことで高速運転により適した特性の追求が可能となり、また長距離運転用ということで特に軸ばね定数が見直され、軸ばねを従来よりも背の高いものに変更してたわみ量を大きくとることで乗り心地の改善が図られた。側枠そのものも肉厚を減らして必要な部分に限って補強用ひれを設け、トランサム固定ボルト穴群の左右外側それぞれに角を丸めた三角形の軽め穴を開口するなど必要強度を確保しつつ可能な限りの軽量化が行われた。
クハ86形とサハ87形ではペンシルバニア型鋼材組み立て・ペデスタル支持軸ばね構造のTR43形が使用された。40系などで使用されたTR23形をベースに120 mmの複式円錐ころ軸受（ローラーベアリング）を使用しつつ、クハ79形の一部で使用されたTR36形台車の振動性能を改善した設計である。従来の長距離運用において問題視されていた軸受の焼きつきといった不都合はない。サロ85形ではTR43形をベースにバネを柔らかいものとしたTR43A形が採用された。
動力車用DT16・付随車用TR43共々揺れ枕の釣りリンクは原型のTR23に比して大幅に延長され（310mm → 540mm）、振動特性は大幅に改善された。ローラーベアリングはオハ35形などのTR34でも標準的に採用されており、またモハ63などで当初問題となった電車での使用に際しての不具合（ころに通電してしまうことでの焼きつき）はこの頃までに解決策が採られていた。
1951年の増備車からは付随台車が小改良を施されたTR45・TR45Aに変更された『鉄道ピクトリアル』2018年7月号別冊「国鉄形車両の記録 80系・70系電車」p.20。1952年製造のモハ80形からは、枕ばねを重ね板ばねからコイルばねに変更して揺動特性を改善した新型鋳鋼台車のDT17が採用され、付随車でも同様にコイルばね + オイルダンパを枕ばねに採用したTR48がクハ86形・サハ87形に、TR48Aがサロ85形に搭載された。モハ80形200番台以降の電動車ではプレス鋼板溶接組み立て・ウイングバネ式のDT20Aが採用されている。
ブレーキ 長大編成電車に適合させた自動空気ブレーキの「AERブレーキ」自動空気ブレーキの開発元であるウェスティングハウス・エアブレーキ社 (WABCO) 流の命名ルールでは、A動作弁+中継弁+電磁給排弁の組み合わせの場合は空気制御系を優先して「AREブレーキ」と呼称されるのが通常である。だが国鉄では戦前から試用していたAEブレーキに新たに中継弁を付加した、という実用化の経緯からかRとEの順序を逆転させて呼称を用いた。AMA（ACA・ATA）-REブレーキなどとも通称される。を国鉄の量産車として初めて採用した。戦前から一部の車両を使って実用試験が繰り返されて来た、電磁空気弁（Electro-pneumatic valve）その機能から電磁給排弁あるいは電磁同期弁、電磁吐出弁もしくは単に電磁弁などとも呼ばれる。付きの「AEブレーキ」を基本として開発されたものである。 従来国鉄電車・客車で標準的に用いられて来た「A動作弁」による「Aブレーキ」国鉄では客車用はAVブレーキ装置と呼称。A動作弁は鉄道省の標準的な客車用自動ブレーキ弁として、日本エヤーブレーキ（現：ナブテスコ）がWH社製U自在弁の利点を取り入れつつ1928年（昭和3年）に開発したもので、のち電車・気動車にも採用され、1970年代まで長きにわたり日本の国鉄・私鉄における旅客車用自動ブレーキ弁システムの主流をなした。WH社の命名ルールでは、厳密に電動車・制御車・付随車用自動空気ブレーキを区分する場合にはそれぞれAMA・ACA・ATAと呼称する。ただし日本の私鉄などでは編成長が短く付随車が少数であったこともあり、電動車用で代表して「AMAブレーキ」などと呼称する例が多く見られた。の基本システムを踏襲しつつ、中継弁 (Relay valve) を介することでブレーキ力を増幅し、また各車のA動作弁に電磁空気弁を付加して、ブレーキ指令に対する応答速度を高めたものである。
電磁空気弁の併用により、編成の先頭から最後尾までほぼ遅延なくブレーキを動作させることが可能となり、日本の電車としては未曽有の長大編成である16両編成運転が実現した。
ブレーキシリンダを車体床下に装架し、ロッドで台車に制動力を伝える点では在来形電車と変わらなかったが、在来形電車が「1両当たり1シリンダ仕様」で前後2基の台車をテコとロッドで連動させて制動していたのに対し、本系列では中継弁使用の恩恵で台車1台毎に独立した専用ブレーキシリンダーを配置する「1両あたり2シリンダ仕様」となり、作動性と保安性も向上させた。この仕様は、国鉄電車では旧形国電グループでの採用にとどまり、新性能電車グループ以後は台車への直接シリンダ搭載にまで進歩したが、気動車では標準台車のブレーキが長く車体シリンダ仕様を用いたこともあり、1953年（昭和28年）の液体式気動車実用化後も、国鉄末期の一部車種にまで30年以上にわたって踏襲された。
ジャンパ連結器 従来の旧形国電では低圧制御回路は定格電圧100 Vで動作する12芯のKE52形ジャンパ連結器2基により総括制御を行っていたが、本系列では基本的にそれまでの系列との混結運用を実施しないことが前提とされたため、定格電圧は同じ100 Vでありながらも15芯のKE53形2基とされたほか、放送回路用として7芯のKE50A形を装備する。
車両形式 新造車は基本番台、座席間隔が拡大された1956年（昭和31年）以降製造の100番台（クハ86形・サハ87形）・200番台（モハ80形）、全金属車体となった300番台の番台区分が存在するほか、改造形式についても解説を行う。 なお、1960年（昭和35年）7月1日に等級制度が3等制から2等制に、1969年（昭和44年）5月10日には運賃制度改定により1等→グリーン車・2等→普通車に、それぞれ変更されているが本項では落成当時の状況に合わせるものとする。
新造形式
クハ86形（クハ86001 - クハ86080・クハ86082・クハ86084・クハ86100 - クハ86142・クハ86300 - クハ86373・クハ86375） トイレ付の3等制御車。定員は基本番台が79人、100番台と300番台が76人。 1949年度末から製造されたクハ86001 - クハ86020は運転台正面が従来のモハユニ61形などのデザインを踏襲した非貫通3枚窓構成前面のみ雨樋位置を上げた張り上げ屋根構成となっているが、基本設計はモハユニ61形のそれに準じる。で落成したが、1950年下期以降製造の2次車からは、当時としては極めて斬新な正面2枚窓スタイルに変更となった。この形状は本系列の通称に基づいて「湘南顔」や「湘南形」のように呼ばれ、以後本形式の基本スタイルとなった。正面3枚窓の一次車の一部は、正面に取り付けられた手摺の位置や形状が他の一次車と異なり、それぞれ奇数向き偶数向き1両ずつの存在だったため正面を見ただけで容易に特定が可能とされた。 クハ86003・86004：川崎車輌が製造。ウインドシル上左右に取付けられた手摺が他車と比べ長さ倍以上。 クハ86009・86010：日車東京支店が製造。前照灯両脇手摺が他車より低い位置に取付。