205系には地方への転属時に編成が縮められ、余剰となった中間車が数多く存在していた。しかし、電車が編成を組むには必ず先頭車が必要となる。このままではこの中間車は無駄になってしまう。さらに205系の先頭車はとても不足していた。そこで、余剰となった205系中間車にJR東が行ったのが先頭車化改造である。前面デザインは既存車とは異なる新しいものとし、JR西のあんなのやこんなのとは違い、先頭車として新製された車両に劣らない顔面に仕上がっている。また、フロントガラスは緩やかな横方向にカーブした1枚の曲面ガラスを使用したものとなり、前照灯（HID）と尾灯は窓内上部左右の配置とした。LED式行先表示器は中央上部(正面から見て若干右側へ寄っている)の配置である。
| あんなのの例 | こんなのの例 |
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(いずれもWikipediaより)
改造にあたっては妻構体と乗務員室部に支障する助手席側側面の行先表示器を撤去し、前面強化フレームを溶接の上、前頭部はFRPにフェノール発泡体を合わせた剛性の高い複合材料を使用している。
新設された運転台の仕様
乗務員室機器配置はE231系などに準拠したもので、マスコンハンドルは既存車とは異なる左手操作形ワンハンドル式を採用しており、計器台形状も同系列に準じたものである。
南武支線向け1000番台
モハ6両が改造された。いずれも2両編成として南武支線で3編成が運用されていたが、新潟からやってきたE127系によって置き換えられ、現在予備車として1本が残るのみであるが、いつでも走れるようにするためか、3日に1度ほど営業運転を行っているが、いつ廃車回送されてもおかしくないため要注意である。長時間停車の際の車内保温のため、客用扉を1か所のみ開く3/4閉スイッチを装備しており、主電動機や空気圧縮機などの走行装置関係は種車をそのまま流用している。2009年3月には全編成ともパンタグラフがシングルアーム式に交換された。番台区分上は1000番台となるが、JR西日本所属車とは無関係であり、JR東日本にはクモハの2形式しか存在していないため、車両番号の重複はない。
鶴見線向け1100番台
2M1Tの3両編成。先頭車のみが1100番台に改番されたため、ユニット間での車号が異なっているが、同一番号の車両を種車としている。長時間の停車を考慮して、1000番台と同等の3/4閉スイッチを装備する。なお、2002年に先行改造されたクハ205-1101は205系の先頭化改造第一号車という試作的意味合いもあり、編成を組む電動車の完成まで大船工場内に保留車として留置されていた。その後、1000番台同様、全車パンタグラフがシングルアーム式となった。
南武線向け1200番台
不足する先頭車を補充するため、2004年から2005年に元山手線用の付随車の一部に先頭車化改造を行って投入した。先頭車は1200番台に区分されているが、中間車には0番台が連結されている。後にパンタグラフがシングルアーム式に交換された。当初、5編成が投入される予定だったが、埼京線列車の増発と計画変更(この埼京線列車の増発と計画変更が武蔵野線のゲテモノを生んだ原因だったりする)に伴い、最終的に1編成増の6編成が投入された。その後、1編成が仙石線転用のために2009年7月に郡山総合車両センターに回送され、同線の最後の103系1編成を置き換えた。そのしばらく後、E233系8000番台の導入に伴い、順次廃車され、最後の1編成が2016年1月9日に川崎発登戸行のさよなら運用をもって営業運転を終了、その後1月14日に長野総合車両センターへ廃車回送され、これにより1200番台は形式消滅となった。
仙石線向け3100番台
| あおば通駅に停車中の普通松島海岸行き | 仙台駅を発車するマンガッタンライナーI | あおば通駅に停車中のマンガッタンライナーII |
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2M2Tの4両編成。103系を置き換えるために導入された。車両はモハが元山手線のもの、クハが元山手線・元埼京線のサハ車に先頭車化改造を施したものとなっている。
仙台エリアでの運用のため耐寒仕様となっており、半自動ドアボタンとトイレを備えている。さらに一部編成には2WAYシートが搭載されている。もともとは、快速運転時クロスシートにしていたのだが、快速の役割を仙石東北ラインに譲ったため、現在ではロング固定となっている。その2WAYシートが搭載された編成は、各車両ごとにラインカラーが異なり、側面に沿線の観光地をイメージしたロゴマークが貼り付けされている。
仙台エリアでの運用のため耐寒仕様となっており、半自動ドアボタンとトイレを備えている。さらに一部編成には2WAYシートが搭載されている。もともとは、快速運転時クロスシートにしていたのだが、快速の役割を仙石東北ラインに譲ったため、現在ではロング固定となっている。その2WAYシートが搭載された編成は、各車両ごとにラインカラーが異なり、側面に沿線の観光地をイメージしたロゴマークが貼り付けされている。
クハ205形「石巻・赤」石巻市の花であるツツジをイメージ
モハ205形「松島・オレンジ」松島の朝日と夕日、扇谷の紅葉をイメージ
モハ204形「塩釜・紫」塩釜港に水揚げされるマグロなどの魚をイメージ
クハ204形「仙台・緑」仙台市の木であるケヤキと杜の都をイメージ
モハ205形「松島・オレンジ」松島の朝日と夕日、扇谷の紅葉をイメージ
モハ204形「塩釜・紫」塩釜港に水揚げされるマグロなどの魚をイメージ
クハ204形「仙台・緑」仙台市の木であるケヤキと杜の都をイメージ
ATACSを搭載している。IDはこちら
