153系を出力増強し、勾配対策などを施した急行形車両。現在は急行用ではなく主にローカル線や臨時用といった使われ方をされている。お座敷や欧風（ジョイフルトレイン）に改造されたものもある。
| クモハ165 | クモロ165 | モハ165 | モハ164 | モロ164 | クハ165 | |
| クロ165 | クハ164 | サロ165 | サハ165 | サハ164 | サハシ165 | クヤ165 |
制御電動車でモハ164とユニットを組む。
東京ディズニーランド輸送用「シャトルマイハマ」用で登場し、今は新潟に移り「アルファ」として活躍する制御電動車。改造時に番号の変更はされていない。
ジョイフルトレイン「ゆう・ゆう東海」の制御電動車でクモハ165-139から改造された。
横軽でEF63との協調運転可能なように試作された制御電動車。後に169系が量産され、クモハ169-901〜904となった。
お座敷電車「なのはな」の制御電動車。1はクモハ165-134で「きんせんか」の愛称で、2はクモハ165-128からの改造で「ゆり」の愛称である。室内のイメージは民芸風であった。
昭和62年3月に改造されたジョイフルトレイン「パノラマ・エクスプレス・アルプス」の制御電動車。国鉄大井工場でクモハ165-127,123から改造され、ライト部分は変更されているが種車の面影を残す。片方は方転されている。2001年に引退し富士急行に譲渡され「フジサン特急」となった。
クモハ165の運転台が無いタイプ。165系はMc+M'が基本で、この形式は多く製造されなかった。
Ｍｃ又はＭとユニットを組む電動車。パンタはPS16を１つ搭載している。
山陽線の急行で、岡山回転の車両を増結するため、0番台に回送用運転台を設けた車両。
ジョイフルトレイン「ゆう・ゆう東海」の電動車でモハ164-862から改造された。800番台でない低屋根構造の形式。
Ｍｃ又はＭとユニットを組む電動車で、パンタ部が低屋根構造の車両。
東京ディズニーランド輸送用「シャトルマイハマ」用で登場し、今は新潟に移り「アルファ」として活躍する電動車。改造時に番号の変更はされていない。
横軽でEF63との協調運転可能なように試作された電動車。800番台同様の車体構造であり、パンタ部は低屋根構造。後に169系が量産され、モハ168-901〜904となった。
お座敷電車「なのはな」の中間電動車。801はモハ164-857の改造で「あやめ」の愛称で、802はモハ164-851からの改造で「あじさい」の愛称であった。パンタ部は低屋根構造なのでパンタの下は談話室となっていた。室内のイメージは新和風であった。
昭和62年3月に改造されたジョイフルトレイン「パノラマ・エクスプレス・アルプス」の中間電動車。国鉄大井工場でモハ164-846,850からの改造された。パンタ部下は個室となっている。2001年に引退し富士急行に譲渡され「フジサン特急」となった。
制御車で、両栓構造（最初：冷房改造時固定された）なのでどちら方にも連結可能。
167系のTcの不足分を補うため、奇数向き固定だったものを偶数向きに方転したもの。改造は実施されているが番号は変更されていない。
クハ165-9は奇数向き固定だったが、偶数向きに方転改造したもの。3と異なり改造時番号が変更されている。
東京ディズニーランド輸送用「シャトルマイハマ」用で登場し、今は新潟に移り「アルファ」として活躍する制御車。改造時に番号の変更はされていない。
ジョイフルトレイン「ゆう・ゆう東海」の制御車でクハ165-205から改造された。
横軽でEF63との協調運転可能なように試作された制御車。後に169系が量産され、クハ169-901〜904となった。
お座敷電車「なのはな」の制御車。1はクハ165-199の改造で「すみれ」の愛称で、2はクハ165-193からの改造で「すいせん」の愛称であった。室内は数奇屋風である。
昭和62年3月に改造されたジョイフルトレイン「パノラマ・エクスプレス・アルプス」の制御車。国鉄大井工場でクハ165-192,148からの改造された。先頭部は展望室があり、運転台は高い位置に上げられた。バンパーが設けられ中に死角を見るためのカメラがある。
昭和38年に製造されたグリーン車。冷房は装備せず昭和43年に事故廃車となった24を除き昭和44年までに冷房改造が行われた。このグループはJRに承継されることなく昭和61年までに廃車となった。
昭和39年に製造されたもので、冷房は準備工事となり、昭和43年までに本工事を施行している。昭和61年までに廃車となった。
昭和40年から製造されたもので冷房は新製時から設けられており、AU12Sを装備する。後年サロ169に改造されたほか相当数が廃車となったが、少数がJR東海に承継され、最近まで急行「東海」では毎日活躍が見られた。
昭和44年に最終増備されたもので冷房がAU13Eに変更された。
比較的後期に製造された形式。サハ164よりも後である。非冷房では製造されなかった。
昭和60年3月ダイヤ改正で急行車のローカル化のためクモハ165がクモハ455に改造され、残ったモハ164-71を昭和59年に改造した付随車。電気機器の撤去及び台車の振替（DT32BからTR69）を行っている。昭和62年2月に廃車。
モハ168-901〜904を改造した付随車で、101同様相手のMcはクモハ455-400に改造された。改造内容は101と同様であった。昭和62年2月に廃車。
昭和41年に中央線の急行用に登場した付随車。車内の一部が売店となっている。２両のみの製造で昭和58年1月に廃車。
半室がビュッフェとなった付随車。ビュッフェ部分は最初から冷房があり、蕎麦コーナーであった。昭和57年までに廃車となった。
サハシ153-2,4,6,8,14から改造された半室がビュッフェとなった付随車。153系時代は寿司コーナーだったところを蕎麦コーナーにしたりCPの撤去などを行った。昭和57年までに廃車。
昭和41年に153系のクハ153（1,2,17〜20,25,26）に抑速関係の制御回路を追加する改造をして165系に編入した車両。外観は153系のままだった。昭和58年までに廃車。
サハシ153-15を改造した事業用の「教習車」で平面な顔つきの運転台が両側に取り付けられ、車内には教材類が装備されていた。1両のみで名古屋局で使用され、1986年度に廃車となったがJR東海の佐久間レールパークに保存されている。