51系電車是1936年到1943年，鉄道省製造的3门半交叉座椅的旧形電車。当初新製形式有モハ51形、モハ54形、モハユニ61形、クハ68形、クロハ69形，共100両。後从40系和42系編入改造，同一形式的車体形状和窗配置有很大差異。

51系電車最初投入于中央線急行。1936年到1937年新造了モハ51形26両，全車都是往浅川方向的先頭車。51系第二批增备，投入于京阪神緩行線。京阪神緩行線除了モハユニ61形全形式都投入了。投入大鉄局的51系到1941年为止。当初配属于明石電車区配属，一部份車両配属于宮原電車区・淀川電車区，一部分投入急行電車，与42、52系共事。

51系的最終増備时1943年，投入于横須賀线的モハユニ61形。全車都作为制御車落成。

基本形式

車体基本構成以1935年登場的半流線型40系電車为准，窗配置d1D6D6D2。屋根上通風器是3列。除了モハユニ61形運転台是貫通式，除了中央線配属車両外，運転台和車両間都设置了貫通幌。

受电弓是PS11B、主電動機是100kW級的MT16，主制御器是CS5。歯車比上，中央線是1:2.52，并非32系・42系的1:2.26。京阪神緩行線车辆为了高速運転，台車使用DT12，TR23。

モハ51形

モハ51形是本系列的基干形式。1936年到1938年制造57両，为单運転台的三等制御電動车。中央線车除了歯車比以外与京阪神緩行線车没有区别。

モハ54形

モハ54形是1937年 - 1941年间，9両製造的片運転台式三等制御電動車。主電動機是新設計的高出力型MT30，歯車比变更为1:2.56。因为其性能优异，中間编入クロハ59形和クハ58形，与52系和半流43系投入急電。

モハユニ61形

モハユニ61形是1943年投入横須賀線的郵便荷物車。車体与先登場的モハユニ44形同様、顺次是運転台、荷物室、郵便室、三等客室。货物门宽郵便室宽1,200mm、荷物室宽1,600mm。積載量郵便2t、荷物3t。外形是半流線型，窗配置d1D（荷物）2D（郵便）11D6D2。

クハ68形

クハ68形是1937年 - 1938年间制造的三等制御車。全車是（下り）向。

クロハ69形

クロハ69形是1937年製造的二・三等合造制御車。窗配置d1D6D222D2。

編入改造

モハユニ61形改造为クハユニ56形

为了替代飯田線社形木造三等荷物郵便合造車，1951年到1952年间，豊川分工場在クハニ67形荷物室後部设置了郵便室。客室部分改为半交叉座椅。同時，モハユニ61形改为半交叉座椅，增加了厕所。

1953年車両形式称号規程改正

モハユニ61形をモハユニ44形100番台に編入

1両残存的61001，编入了モハユニ44形，改为44100。同时受电弓移到车前位。

更新修繕II

更换通风器

全熔接车的鋼板屋根改为木製屋根。

旅客用门改为钢板门

内装的木材更换

前面運行番号窗拡大（改为三列）

側面的行先表示窓取消

飯田線线区为了防止落石衝突，照度灯采用250W型。

51073 3门化改造

1950年转入阪和線的51073，在1953年更新修繕是改为3门半交叉座椅化，并撤去后位运转台。窓配置是d1D25D42D11。同时，主电动机换装为MT30。

モハ54形100番台の歯車比変更

モハ60形編入モハ54 100番台后，歯車比依然为1:2.87。这导致了高速運転時主電動機過負荷。1954年更新修繕時，与モハ54形原型車一样齿轮比改为1:2.56。

51078改为モヤ4700形

1958年，51078在豊川分工場改造为架線試験車モヤ4700。車体和台車是新制的，原車部品是電気機器。第二年改称クモヤ93000，1960年创下窄轨最高速度记录175km/h。

1959年車両称号規程改正

クロハ69形降级

1962年10月，京阪神緩行線为了缓解混杂废止一等车。翌年改造为クハ55形（クハ55151 - 55171）。

横須賀線2扉車の扉増設改造

1963年到1964年间，横須賀線残存的2扉车（クモハ43形、クモハ53形、クハ47形、サハ48形）对应，大船工場在車体中央部增设客用扉。改造後、クモハ43形成为クモハ51形（200番台）、クハ47形成为クハ68形（200番台、210番台）。クモハ53形和サハ48形は赋予新形式クモハ50形、サハ58形。

交直流試験車493系

1961年，クモハ51085, 51086改造为交直流試験車クモヤ492-1，クモヤ493-1。台車是空气弹簧試作台車（日立製DT91、近車製DT92）。モーター、制御装置都适用直流、交流50,60Hz，3電気区間。采用交流整流子電動機（MT959、MT960)。動力伝達方式是可撓轴悬式。之后1964年3月改造为架線試験車，両車完全低屋根化。クモヤ493-1增设架線観測室、摄像头和照明装置。

クモハユニ44100改造为クモハユニ64000

1961年，大糸線的クモハユニ44100增设运转台，改称クモハユニ64形。後位運転室是非貫通式，連結器从密着連結器换为自動連結器，用于牵引货车，类似于私鉄的電動貨車。之后1969年赤穂線電化開業，该车转入岡山電車区。吹田工場将客室部分改为长座椅，後位側運転台貫通化改造。1978年转属飯田線，ぶどう色的塗色一直保持到到1981年全検。