183系や189系や波動輸送用の165系の置換え用として、E653系やE751系をベースとして2001年に登場しました。
大糸線などの入線を考慮し、耐寒・耐雪構造となっています。
運用線区によって番台が異なり、0番台からは中央本線・大糸線・篠ノ井線などの線区で活躍し、「あずさ」「かいじ」として活躍しています。
500番台は房総線で活躍し、「わかしお」「さざなみ」「しおさい」「あやめ」として活躍しています。
500番台は、地下区間乗り入れのため、全ての先頭車で貫通扉があり、ATCも搭載しています。