国鉄583系電車（こくてつ583けいでんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄）が設計・製造した動力分散方式の交直両用特急形寝台電車。
本項では、交流60Hz対応の581系電車についても解説を行う。
概要 高度経済成長期のひっ迫する輸送力への対応および車両効率の向上を目的として開発された寝台電車である。
寝台設備を持つ動力車は、20世紀初頭にアメリカのインターアーバン（都市間電車）や1950年代中ごろに西ドイツの寝台気動車VT10.5形など数例が見られ営業運転も行われていたが、静粛性の問題や昼夜兼行とする経済的メリットが存在しなかったことから、いずれも少数・短期間にとどまった。本格的な寝台電車は本系列が世界で最初のものである。
最初に投入された列車愛称にちなみ、月光形電車の呼称がある。
開発の背景 本系列の開発の経緯は、以下に示す1960年代の日本の鉄道の事情が関係していた。 高度経済成長の進展による好景気による輸送需要増大に伴い全国的に優等列車の増発が進められた。この過程で運転本数が多くなった急行・特急列車に対し、運行する車両を留置する車両基地の容量問題が浮上してきた車両の保守や留置を行うための検修設備や留置線が不足しており、車両基地の拡張や増設をするにしても用地買収をはじめとして手間と時間、費用がかかるため、車両基地の拡張を行わなくても現行の設備でできるだけ無駄な時間を省き回転効率を上げる必要があった。。 また、都市の過密化により、ターミナル駅の停車線の延長が難しく、旅客列車は東海道本線・東北本線における、いわゆる「国鉄20m級車両」で16両が限界であった。この為、機関車の存在はその分旅客車の数が減ってしまう他、折り返し時に機関車を付け替える「機回し」もダイヤ組成上のネックとなった（特に頭端式ホームがほとんどの上野駅で顕著）。 日本の鉄道は他の先進国と比べて後発であったが、勾配やカーブが多く、停車駅の距離が短く数も多い、線路数が少ないため待避する回数や時間が多いといった問題があった「機関車の運用について」交通技術 1958年１月号 通巻141号 阪田貞之・藤田一 交通協力会 1958年 p.7。東海道本線でさえ軌道状態は諸外国に大きく差をつけられており、列車の増発やスピードアップの妨げとなり、動力分散式であるビジネス特急の運転でさえ軌道整備が相当必要として、線路や枕木の改良による軌道強化を行っていた「ビジネス特急運転と軌道の問題点」交通技術 1958年11月号 通巻152号 北岡寛太郎 1958年 p.6-p.7「東海道線軌道緊急強化対策」『JREA』1959年7月号、清水宏 日本鉄道技術協会 1959年 p.15-p.16、など機関車牽引に不利な条件があった。 車両の新規製造コスト捻出が問題化していた昼行用電車と夜行用客車の保有は、製造・メンテナンスコストの点からも不利で共通化が可能なら採用が検討された。。
これらの解決策として、昼夜兼行で使用可能な寝台兼用電車を設計することになったものである。
当初は寝台車の接客設備水準から昼行列車では急行列車の運用が想定されていたが、昼行運用を平均時速が遅い急行列車で運用する場合は充分な転換時間が得られないことや居住性を考慮した上で「Bロネ冷房付きプルマン式開放形1等寝台（現・開放形A寝台）。当時の1等寝台は3等級時代の1955年に1等寝台を2等寝台に統合した経緯からA・B・Cの3クラスに区分されており、プルマン式開放形は1等寝台Bクラスに該当していたための通称である。の3段化」が望ましい反面で大幅な定員減設計検討時の定員は45名。当時の特急用2等寝台車ナハネ20の定員は54名。がネックによる収入減になるなどの理由から、特急形電車として設計された2等寝台を基本にしたタイプならびに中段収納方式が異なる2種類のプルマン式開放形1等寝台3段化のモックアップ計3種類により比較検討が行われた。。速度の問題も軌道強化や複線化により寝台電車を特急として増発させ昼夜休まずに運用する構想が立てられ「星さんが手掛けられた国鉄の旅客車をめぐって『寝台電車の登場』」『鉄道ファン』2014年5号 通巻637号、福原俊一 交友社 2014年 p.105、その結果として以下のメリットが発生した。 寝台列車としては当時の日本国内在来線では最速となる120km/h1968年10月1日ダイヤ改正以前は110km/h。での走行が可能。 朝夕ラッシュ時は都市近傍の通勤用電車基地が在籍車フル稼働時間帯を迎えて空隙が生じるためその間の通勤車基地で寝台設備の解体・組立を行うことにより新規の地上設備投資を抑制。 昼夜兼行形車両とすることで1日により多くの車両運用が可能で稼働率が高まり、投資に対する費用対効果を向上。 主に首都圏・近畿圏での早朝到着列車を電車化することでダイヤカット（列車運転間隔の短縮）に寄与。 1967年（昭和42年）に直流・交流60Hzに対応する581系が、翌1968年（昭和43年）以降の増備は電動車を直流・交流50/60Hzの3電源対応とした583系が落成した581・583系のプロフィール、pp.10-11。。
構造 車体 それ以前の国鉄特急形電車がボンネット形の先頭形状と低い屋根による速度感の強い外観だったのに対し、本系列は寝台スペースの確保のためにほぼ車両限界いっぱいまで広げられており車高が高く、車体側面を垂直他の特急形電車は側構上半が内傾する裾絞り構造。とし国鉄特急形電車としては初めて前面貫通路が設置された。
従来の特急形電車では静粛性から電動発電機 (MG) と空気圧縮機 (CP) を客室から遠ざけるため車両先端のボンネットに搭載していたが、本系列は先頭車の貫通構造と寝台列車では昼行列車以上の静粛性を要求されることから機器類と客室の分離は必須であるためクハネ581形では容量150kVAのMGおよび容量2,000L/minのC2000形CP181系・485系に搭載されたC3000形に対して容量が少ないことから、当初はサシ581形の床下にもC2000型CPを搭載し編成全体での容量を同一としたほか、編成全体のMG電源を切換える3相切替スイッチを装備していたために食堂営業休止後も編成から外すことができず、同スイッチをサロ581形に移設し、1985年以降に実施した編成組成変更に対応させた経緯がある。を搭載する側通路構造の機器室を運転台後位に設置した。
運転台窓配置は従来の特急型から設計変更され、前窓は151系や481系などの曲面ガラスを使わず、新幹線0系電車と同じく平面ガラスで構成された。側窓は0系同様に傾斜させることで屋根部との面変化を少なくした。ただし、0系は流線型であるため側窓の1枚は正面と側面を繋ぐ形で斜めに配置しているが、本系列では側窓を同表面で構成し在来線の車両限界の制約から0系よりも傾斜が強い。このため側窓後部から屋根へのデザイン処理は独特となり、後に新幹線951形電車や新幹線100系電車でも採用された。
正面愛称表示器は、183系以降の貫通型・非貫通型先頭車のそれと比べ横長かつ天地の寸法が小さい。 文字のみで列車愛称を表示していた時代は、他系列とは異なり書体は切紙風で黄色または黄緑色に黒色の細い縁取り付きとした原則として昼行列車は黄緑色で夜行列車は黄色の文字で表示。ローマ字表記は昼行・夜行ともに赤文字である。。
塗色は在来特急車の窓周り赤色（赤2号）に代わって窓周り青色（青15号）とした。この色は20系客車などの寝台車に使われているものと同じであるほか、当初は新大阪で東海道新幹線に接続するため新幹線と共通するイメージを持たせることも考慮された。地色のクリーム色も青15号との相性から、在来特急車のクリーム4号からクリーム1号として落ち着いたイメージを持たせた。塗り分けは「こだま形」のものを踏襲したが、窓周りの青は寝台車としての性格を強調するため幅広となった。また、運転台前面上部は反射防止のため青15号で塗装された。
客扉は戸袋ができるのを避けるため折戸とし、腐食防止のためステンレス製とした。また、側面出入口付近に本系列独自の正方形とした20コマ対応電動巻取式方向幕が装備され新製時より使用された自動巻取式方向幕の採用は本系列が初めてではないが、実際に使用を開始したのは本系列が初めてである。。
貫通形デザインと波及 貫通扉のスタイリングは、開発担当する車両メーカー設計陣のほか鉄道車両工業会に当時設けられていた鉄道工業デザイン委員会のメンバーが加わって検討が行われ、貫通扉と幌を覆う構造・運転台の窓構成・大きな車体断面から先頭部にかけての形の変化などが議論された『鉄道ファン』2003年12月号 No.512「特集：月光形 その顔の世界」p.19。
貫通路方式は将来の列車分割・併合を見越したもので連結器もボンネット形で採用された自動連結器とカバーの構成から密着連結器に変更された。当時の特急列車は長距離輸送の主役であり、優等列車の先頭形状には優雅さが求められたことから、貫通扉・幌・さん板を隠す左右2分割式外扉を設置し貫通扉などを観音開き式の左右2分割式外扉で隠す構造については、583系とほぼ同時期に登場した近鉄12000系電車でも採用された。、表面の特急マークも外扉の左右2分割式である。
デザインも含めてこれらは後年の国鉄特急形電車に影響を与えた183系と381系は当初より、また485・489系では1972年（昭和47年）度のマイナーチェンジ形（クハ481形200番台・クハ489形200・600番台）より本系列をベースにした貫通型先頭車が登場した。。
しかし、当時の電車特急は長編成での運行が基本であり分割・併合が実施されることはなく、後に正面デザインは前面貫通型をベースとしつつも貫通扉路を省略した先頭車（クハ481形300番台など）が登場することとなったこの非貫通型先頭車のデザインはアレンジを加え、781系・キハ183系さらには事業用車（443系・193系など）にまで波及した。。なお、本系列は非貫通型先頭車登場前に製造が終了したため落成した先頭車はすべて貫通型である。
また腐食や寒冷地での隙間風防止の観点から外扉の溶接を実施した車両が存在し、中にはクハネ581-7（→クハ715-3）のような事故復旧時に非貫通型に改造された車両もある。 JR東日本秋田車両センター配置のクハネ583形は修繕に際し完全に貫通路が埋められ非貫通型となった。同編成は青森所属時に外扉を溶接しているが、外見上はオリジナルに近く切れ目が入っている。
国鉄分割民営化前後、特急列車の短編成化と分割・併合運転が増加し、本系列も含め従来は使用することがなかった貫通型先頭車を活用する例がでてきた（詳細は後述）。また681系や285系のように設計当初から分割・併合を視野に入れ本系列に類似した外見・構造を持つ貫通型先頭車が登場している。
内装 当初はB寝台車兼普通車（1969年までは2等座席・寝台）モハネ581形・モハネ580形・クハネ581形・サハネ581形と食堂車サシ581形のみが製造された。これはA寝台車（1969年までは1等寝台）については昼間に使用する際に特急列車用グリーン車（1969年までは1等車）に必要な居住性を確保する方策がなかったためである。食堂車についても車体断面形状・側窓・冷房装置等を他形式と同一とした。
B寝台車の寝台の配置は座席車としての運用を考慮し、20系までの寝台客車で標準としていた枕木方向に人が寝る片側通路式ではなく、座席車運用時に4人掛ボックスシートとして使用できる中央通路式で線路方向に人が寝る「プルマンスタイル」とした。そのため上段・中段寝台用にプルマン式A寝台車と同様の明かり窓を設置する。
単なるインテリアではなく体重を支える寝台を大きく移動させるため、その設計には苦心したことが伝えられている。例えば荷物棚の支えの腕は実際には上段の重量を受けるようになっていて、車体の構体に接続されている。また中段と上段は昼間は天井に収められているが、取り付け時には「荷物棚をいったんハネ上げておき、その時に斜め上から中段を下ろす。その後戻した荷物棚はその上から現れる上段の下側に収まる」と構造になっており「川崎車両の人が考えてくれた」という。他にも「いろいろな人がアイデアを出してできた車だった」という『星さんの鉄道昔ばなし』pp.137 - 138。 構造上の都合により原則として営業列車の走行中における転換作業は行わないとされたが、約1000kmの長距離を走った「きりしま」や臨時「日本海」等で走行中に転換作業を行った実績がある本系列を充当する定期夜行列車については、22時ごろ出発して翌朝8時ごろ到着する列車、やむを得ず薄暮出発とする場合には早朝に終着駅に到着する列車、反対に朝遅く終着となる場合には深夜に出発する列車に優先的な充当を行った。同一愛称で走行中の寝台セットまたは解体が必要な列車には20系などの客車を投入した。末端区間で立席特急券を発売していた下り「金星」では、走行中に一部車両の寝台を座席に転換していた。。
寝台幅は従来の52cmから居住性改善のため、上段・中段寝台については70cmとし、下段については座席幅2人分を確保するため1等開放寝台並の106cmとなったこのため客車2等寝台料金の上段800円・中段900円・下段1000円に対し、電車2等寝台は上中段1100円・下段1300円と格差が付けられるとともに引換の形で2等寝台としては初めて浴衣がサービスされた。また提供されるリネンは下段であっても中上段と同一の70cm幅のものである。。 モハネ580・582形のパンタグラフ下区画は天井高さが下がるために3段にはできないことから、中段・下段の2段とした。この区画は中段寝台舟および荷物棚の設置方式が他と異なり、B寝台車でありながら高さに余裕がある。 昼間使用時の4人掛ボックスシートについても、通常は特急車には片側向きの座席が期待される所にボックスシートではあったが、人間工学に基づいて設計された深い背ずりと1,970mmのシートピッチにより、その居住性は客車における一般型1等車（並ロ）に匹敵するものでありちなみに80系の1等車（並ロ）のボックスシートのシートピッチは1,910mmであり、単純に数値だけ見れば普通席はこれを凌いでいる。、同時期の181系や485系グループなどの回転式クロスシートに対しても決して劣るものでなかった。ただしボックスシートの構造上リクライニング機能は搭載されていない。また、通路側の乗客に配慮して通路側の肘掛けには折り畳み式の小テーブルと灰皿が内蔵された。
食堂車を除く各車両では寝台使用時を考慮し、車端部にトイレは2基、洗面台は3基設置としたほか、開閉可能窓による外開式非常口を備えた乗務員室が設置された。これにより車体外観を含めて本系列の独特のスタイルが形成されている。
窓の日よけは、通常のカーテンや布製ブラインドでは寝台セット時に邪魔になるため、近畿車輛が「コンビット窓」として商品化した、2枚のガラスの間にベネシャンブラインドを仕込む方式とした『鉄道ピクトリアル』通巻420号「特急形寝台電車581系の登場まで」、pp.10-15。食堂車での採用は1966年・サシ181形100番台→1967年・キシ80 37→581系の順である。後年一般的なカーテンに交換された車両も存在する。。ブラインドの上下は窓上部に設けたハンドルの手動操作によるサロ581形のみは、旅客が座ったままで操作できるように、ハンドルが窓下に移されている。他車とのイメージ統一およびカーテンが食卓に支障するのを防ぐため、食堂車のサシ581形も回転式ブラインドとしている。。このブラインドはその形状・色彩から内装だけではなく外見上も良く目立つものとなった。これ以外にも、サシ581形から採用されたFRP製座席や、折りたたみ可能な片持式テーブルなどは、同時期以降における他形式の食堂車に波及した。
冷房装置は、風の吹出方向および車両限界の関係から新設計した小型のAU15形分散式冷房装置を寝台区画ごとに搭載。先頭車に8基、パンタグラフを搭載しない中間車は9基搭載するが、パンタグラフを2基搭載するためモハネ580・582形は4基に制約されることから、容量不足に対処するため機器室を設置した上で床置タイプのAU41形を3基搭載する。
主要機器
Mn車（モハネ581・583形）には山岳区間での使用も考慮した抑速ブレーキを搭載した自動ノッチ戻し機構付きのCS15系制御装置を搭載し、ユニットを組むM'n車（モハネ580・582形）も含む8基の定格出力120kWのMT54系主電動機を制御するMM'ユニット方式を採用した。
交流電化区間では交流を直流に整流して用いる401系・421系電車から一貫した手堅い間接式の機器構成が踏襲されており、M'n車には主変圧器・主整流器などの機器とPS16B形菱形パンタグラフに降雪対策として押上げ力の強化や構造の簡素化を施工したPS16D形を搭載する。
台車は車重の増加に伴い、DT32系台車の板厚を増して軸受等を強化した上で枕ばねをベローズ式からダイアフラム式に変更したDT32D形（動力車）・TR69D形（付随車）を採用した。
これらの構成は前後して登場した485系グループと同等である。したがって本系列ともども485系グループとの併結、混結も可能であり、営業運転では分割民営化後に京都総合運転所所属車を充当した「シュプール号」において以下の実績がある。 485系側6両編成9両からMM'ユニット+サロ481形を抜いた編成。のクハ481形200番台と本系列8両編成10両からサロネ・サロ581形を抜いた編成。のクハネ581形を向い合わせで連結 (10M4T) 1993年度から1996年度に運転。もしくは485系側7両編成9両からMM'ユニットを抜いた編成。のクハ481形200番台と本系列7両編成10両からサロネ581とMnM'nユニットを抜いた編成。のクハネ581形を向い合わせで連結 (8M6T) 1997年度に運転。 北陸トンネル通過時の安全対策上から貫通路も使用。 本系列10両編成からサロネ581形を抜き485系MM'ユニットを組込んだ11両編成 (8M3T)1999年度から2003年度に運転。
どちらも加速力補強という観点から電動車比率が高められた。
動力車を寝台車に用いるという特殊事情から遮音・防振の対策は非常に徹底されており、その後に登場した寝台客車と比較しても遜色のない水準にある。
新造車 電化区間の仕様用途によって、以下の通りの製造が成されている「581・583系の主要諸元表」・「581・583系の製造予算一覧表」、pp.16-19。。 581系電車 1967年・1968年に京阪神地区発着の九州直通特急列車用に製造されたグループで、電動車ユニットが交流60Hz対応。第11回（1968年）鉄道友の会ブルーリボン賞受賞。
日立製作所・日本車輌製造・川崎車両/川崎重工業・近畿車輛が製造を担当した。
モハネ581-1 - 12 Mn：座席定員60人（4人掛ボックス×15）・寝台定員45人（3段×15） 主制御器：CS15C形 主抵抗器：MR52B形 モハネ580-1 - 12 M'n：座席定員56人（4人掛ボックス×14）・寝台定員36人（3段×8・2段×6） 主変圧器：TM10形 主整流器：RS22A形
クハネ581-1 - 9 Tnc1：座席定員44人（4人掛ボックス×11）・寝台定員33人（3段×11） 自重：44.4 t:自重：35.3 t サハネ581-1 - 12 Tn：座席定員60人（4人掛ボックス×15）・寝台定員45人（3段×15）
サシ581-1 - 5 Td：食堂40席（4人掛テーブル×10） 自重：38.9 t
このうち1968年（昭和43年）製造分のモハネ581・580-12・クハネ581-9・サハネ581-11 - 12・サシ581-5は、車内蛍光灯交換時の作業手順統一と屋根上点検時の通路確保の要請から、通風器の配列が冷房機を挟んで交互に配置する千鳥式から片側一列に変更され、空いたもう一列には滑り止めを設置するなどの設計変更が行われた。
583系電車 1968年（昭和43年）10月の東北本線青森電化ならびに山陽本線・九州地区の増発にあわせたダイヤ改正に際して開発されたグループ。製造は1972年まで前述の4社に加え汽車製造・東急車輛製造も担当した。581系での使用実績の反映も含めて以下の設計変更や改良が実施された。
主要機器 電動車は、モハネ583形およびモハネ582形に形式変更された。主変圧器を485系同様の3電源（直流1,500V/交流50・60Hz20kV）で運行可能なTM14形絶縁油にPCB（ポリ塩化ビフェニル）を使用していたため1972年以降製造中止となり、代替絶縁油にシリコン油を使用した互換性のあるTM20形が開発され、1977年（昭和52年）度より交換された。に、主電動機は耐寒耐雪形のMT54B形に、集電装置は耐雪強化形のPS16H形パンタグラフに、主制御器も耐雪強化形のCS15Eに変更された『ガイドブック 最盛期の国鉄車両5』浅原信彦、ネコ・パブリッシング、p.185、ISBN 9784777006458。 3電源直通運用は定期列車ではなかったが、1985年以降の最繁忙期に日本海縦貫線で運転された臨時特急「日本海51・52号」臨時急行「あおもり定期列車に比べて居住性が劣ることも考慮して、最繁忙期に運賃・料金の合計が比較的低廉となる急行として運転されるのみである。」「東北夏祭り号」で実現。 東北地区で使用される青森運転所（→青森車両センター→現・盛岡車両センター青森派出所）配置車は、耐寒耐雪構造などを施工。 洗面所の暖房を強化し、凍結防止用保温ヒーターを給水系統・弁装置・バッテリー・ジャンパ連結器・客用扉下部など各部に追加。 クハネ581形はタイフォン（警笛）に耐雪シャッターの新設。黒磯駅構内デッドセクション通過用列車選別装置黒磯駅は全列車に停車を要求する地上切換方式を採用していたが、新たに同駅通過列車が設定されたために構内配線を一部変更のうえ車上切換方式とし、信号と電源切換が連動している関係上搭載が必要になった。詳細は列車選別装置#黒磯駅通過列車用も参照および常磐線用VHF150MHz帯列車無線対応無線機ならびに屋根上に円筒状のアンテナを搭載。 南福岡電車区（現・南福岡車両区）配置車では標準化の観点から構造は共通とされたが、これらの装備はいずれも未設置で一部車両は準備工事を施工で落成。 設備 モハネ581形では専務車掌室が後位海側の上にユニットを組むモハネ580形も後位側車端部に中央通路を挟み山側に床上冷房装置、海側に乗務員室配置としたことから、山側のホーム看視や車掌スイッチ取り扱いに不都合が生じていた。このためモハネ582形では配置を逆転させ山側ホーム看視と車掌スイッチ操作を可能にする設計変更を実施。 各車一方車端部に2カ所設置されているトイレでは、車体中央寄り出入口と客室出入口戸との干渉を避け向きを反転させ移設。 寝台使用時の騒音減少を目的として、各部へのパッキン類追加・構成部材材質の変更を実施。さらに組立解体時の仕切り折り畳み・荷棚固定操作を容易化させる修正を実施。
モハネ583-1 - 106 Mn：座席・寝台定員ともモハネ581形に同じ。 自重：43.7 t モハネ582-1 - 106 M'n：座席・寝台定員ともモハネ580形に同じ。 自重：48.3 t
また、増備途中で主要機器の設計変更が行われた。以下の表に示す。 +形式車両番号主制御器主抵抗器主整流器モハネ583形1 - 87CS15E形MR52B形 88 - 106CS15F形MR52D形モハネ582形1 - 90 RS22A形91 - 106 RS40A形
備考 CS15E形：CS15C形の耐雪強化形で応荷重装置を搭載。 CS15F形：CF15E形を無接点化。 RS40A形：大容量素子による小型化。
主変圧器の対応周波数に関係しない先頭車他の付随車は、581系から継続となった。 クハネ581-10 - 41 サハネ581-13 - 57 サシ581-6 - 35
また583系登場と同時にサロ581形が、1970年にはクハネ583形が新たに製造された。
サロ581-1 - 35 Ts：座席定員48人（4列×12） 自重：32.7 t 581系登場当初用意されなかった1等車（現・グリーン車）については、国鉄部内でも東北線昼行特急には不可欠当時は青函連絡船を介して鉄道利用の渡道客も多く、その中で富裕層を中心に1等車需要も強かった。と考えられ、583系の開発と並行して座席専用車両のサロ581形が設計・製造された。 系列内他形式車両と車体断面を揃えたため、同様に寝台設備をもたないサシ581形ともども天井が高いという特徴のほか、日よけも他形式と同じく回転式ブラインドを採用。 車内設備はサロ481形に準じた通常のリクライニングシートであるが、以下の点でサロ481形と異なる。 トイレは両車端に1カ所ずつ設置したサロ481とは異なり、2等寝台車に準じて一方の車端に2カ所とし、一方を和式、もう一方を洋式として設置。 洗面台は平面鏡付きで3組設置とした一般車とは異なり、鏡を三面鏡として2組を設置する設計を採用。
当初はA寝台車と1等車との設計も考慮されたが、国鉄職員で両系列の設計に関わった星晃は「寝台からリクライニング座席への転換方法についてアイデアはまとまった。下段はリクライニングシートを改造して水平に、側壁から仕切を引き出して個室にして、上段は天井に格納したものを降ろす方法だったと思う。だがモックアップを作っていては時間切れになる恐れが出てきたため採用を断念した」と後年雑誌インタビューで語った。
クハネ583-1 - 30 Tnc3：座席定員52人（4人掛ボックス×13）・寝台定員39人（3段×13） 自重：44.8 t
1968年の3電源方式電動車の583系移行後も制御車はクハネ581形で増備されており、寒冷地である東北地区使用車は、警笛用シャッターや凍結防止用ヒーター回路が追加される等の対策が施工されていた。さらに東北地区では寝台特急の人気により編成を15両化することが検討された。しかし、15両編成にした場合クハネ581形の150kVAMGでは編成全体の電力容量を確保できないことから、1970年10月のダイヤ改正以降に増備される制御車は通勤形電車の冷房電源用として開発された210kVA MGを搭載する設計変更が行われ、新たに登場したのが本形式である。
資料によってはクハネ581形が581系、クハネ583形が583系の制御車として製造されたように記述されているものがあるが、これは誤りである。
クハネ581形からの変更点は以下のとおり。 運転台後位の機器室を廃止し、小型・大容量の210kVA・MGは床下搭載とし、CPを助士席下の床上に移設クハネ583形では第1エンドの点検蓋は空気圧縮機点検用である。。 機器室区画は、座席8名・寝台6名の客室2区画となり定員を増加。
本形式は優先的に青森配置とされたため南福岡新製配置車は、最終増備となる27 - 30の4両のみであるこの4両は、東北地区用各種装備ならびに耐雪耐寒構造（後に全車に施工）は準備工事としたためタイフォンの耐雪シャッターがなくスリット形状で落成。。
製造所・月日一覧 本系列は以下の7回にわけて製造が実施された581・583系の製造予算一覧表、pp.18-19。583系電車製造予算並びに製造年月一覧、p.19。。 +1967年「月光」「みどり」投入配置形式日本車輌近畿車輌川崎車輌日立製作所南福岡モハネ581モハネ5801 - 34 - 67 - 910・11クハネ5811・2・7・83・45・6 サハネ5811 - 34 - 67 - 910サシ5811234
+1968年3月 南福岡電車区配置予備車増強配置形式近畿車輌南福岡モハネ581モハネ58012クハネ5819サハネ58111・12サシ5815