1991年3月16日の相模線の全線電化開業にともない新製投入された車両で、従来の205系とは変更点が多いことから500番台に区分されている。2M2Tの4両編成を組む。このグループは相模線専用となるため、前面デザインが大きく変更されたほか、前照灯と尾灯形状は角型コンビネーション化した。また、相模線は踏切が多いため踏切事故対策として本系列の新製車では初めてスカートが設置されている。車体のカラー帯はブルーグリーンとライトブルーの2色であり、本系列では唯一、上側の帯が省略され、下側の帯のみ貼られている。また、側面のJRマークは黒色ではなくコーポレートカラーの緑色になっている。
車内は本系列で初めて内装カラーリングが変更され、暖色系から清涼感のあるブルー系色とすることで沿線を流れる「相模川」をイメージするものとし、化粧板・床敷物・カーテン等は柄を変更し、座席モケットはブルーグリーン色を採用した。室内保温の観点から半自動ドアとした。そのため、その旨が記述されたステッカーが各ドアに貼り付けされているほか、各ドアの横にはドアボタンが設置されている。
乗務員室内は初めてカラーリングが見直され、従来の室内をライトグリーン、計器台をダークグリーンとしたものから室内をアイボリー色、計器台をダークグレーに変更した。
大半は東急車輛製造製であるが、R12編成の中間車とR13編成はJR東日本の大船工場で製造された。
2009年1月から3月にかけて、全編成のパンタグラフがシングルアーム式に交換された。
晩年は全編成の室内照明がLEDに交換されているほか、車体帯が新製当初の薄い青緑色のツートンカラーから京浜東北線の車体帯色であるスカイブルーに近い濃い青色のツートンカラーとなっていた。また、前照灯もLED化された。
E131系500番台への置き換えに伴い、2022年2月26日をもって営業運転を終了した。
全車両が長野総合車両センターと郡山総合車両センターへ回送され、順次廃車解体され、500番台は廃区分番台となった。いずれも解体されたため現存しない。ﾓｯﾀｲﾅｲ。
