153系急行型電車をベースに、1963年に登場しました。
山岳勾配区間用として、出力増強と抑速ブレーキを装備し、中央本線や上信越線などに投入されました。
汎用性が高く、昭和40年代~50年代の急行全盛期時代を中心に、直流区間のほとんどの線区で活躍しました。
しかし、昭和57年に東北・上越新幹線が開業すると、同線の急行電車の運用が激減し、他線区に転属するものの、他線区でも急行の運用が少なくなり、普通電車で運用されたり、ジョイフルトレインに改造されたりしました。
JR東日本に民営化と同時に首都圏と新潟の間の高速バス対策として一部編成が改造されましたが、2003年に165系としての運用が終了しました。
また、改造なしの状態では、2003年の紀勢本線の最終運用で終了しました。