在2005-2013年期间生产，后又于2016年及2020年加订两批，外涂装为银色底色（车体金属本色）+蓝色色带。配属于砂田桥车辆基地、新津车辆基地和日野春车辆基地。编号531 0066~531 0215，10节编组。运行于首都圈电铁1号线。

原羽泽国有铁道501系电力动车组的501 0019编组，于2007年在八田站发生严重碰撞，导致损毁严重，因而该编组剩余的8节列车被改造为531系电车的1000番台（车体由类似E501的改造为E531的）。另外将原本0番台的531 0079与531 0080也改造成1000番台。现时运行于首都圈电铁1号线的京川高铁（八田-香雪区间）以及首都圈电铁京函线（仅高峰时期），编号531 1001-531 1007，4节编组。取消了直流装置。

自2006年开始在首都圈电铁京函·中山线使用，列车编号531 2001-531 2021，取消了直流装置。其中部分车辆由8编组改造为6编组，调拨到0番台列车中，以增强京旭线运力。现时一共10列8节编组+11列6节编组。

自2009年开始在首都圈电铁京函·中山线使用，列车编号531 3001-531 3027，取消了直流装置，其中531 3014-531 3022为4节编组，其余为8节编组。

为筑波线南延伸及北延伸，以及太旭线部分开通的情况下开始陆续投入使用。列车编号为531 5029-531 5043、531 5061-531 5072。取消了直流装置，列车为6节编组。

2010年12月21日开始在首都圈电铁京萝线使用，共13组，编号531 6001-531 6013，取消了直流装置，列车为8节编组。

2016年9月24日开始在首都圈电铁京山线使用，基于3000番台改进，共12组，编号531 7001-531 7012，取消了直流装置，列车为4节编组。

2016年-2018年开始，为顺应东海道线（川泽周边）/东海道线南段城际电铁化，在川泽都市铁道东海道线使用，共17组，编号531 8001-531 8017，是唯二不在羽泽首都圈电铁运用的531系列车之一。

2017年开始在首都圈电铁西海道线使用，共7组，编号531 9001-531 9007，取消了直流装置，列车为4节编组。

2023年开始在藤原城际电铁/京川线藤原周边（龟有-惠山）使用，共9组，编号为531 9051-531 9059，取消了直流装置，列车为2节编组。是唯二不在羽泽首都圈电铁运用的531系列车之一。