ＪＲ東日本新潟支社が管轄する信越本線、白新線、越後線などでは普通列車用として１６５系急行形電車を使用していましたが、老朽化や陳腐化が顕著に目立ち、片側２扉のデッキ構造は乗降時間を要し、列車遅延の原因になっていました。利用者の増加する新潟圏の混雑緩和、閑散時間帯の効率的な輸送形態の整備を図る事になり、平成７年にＥ１２７系が登場しました。
　クモハＥ１２７形式＋クハＥ１２６形式の２両編成を基本とし、最大８両編成まで組成出来ます。車体構造は２０９系でも採用されたステンレスプレスを多用した２シート工法を採用し、片側３扉構造、車内はロングシート仕様としています。車体の帯色は同支社で主力の１１５系に見られる第２次新潟色に準じたグラスグリーンと青磁グリーンの２色を側面から前面にかけて配しています。先頭部はＦＲＰ製で、貫通扉のあるタイプとしました。
　車内の構成は２０９系と同じ方法で、ＦＲＰを多用しているのが特徴で、乗務員室背面、妻面を除いて使用されています。側窓は乗降扉間を４枚窓（中央２枚は一段下降窓）とし、車端部のみ１枚窓としています。窓寸法は極力大きくし、熱線吸収ガラスを使用してカーテンを省略しています。冬季に対応して、半自動機能を有しており、押しボタンによる操作で開閉が出来ます。乗降扉付近の座席には立席との区分の明確化を兼ねた大型の風防が設置されています。また、客室の床面高さは１１５系よりも大きく低くされ、１１３０ｍｍとなっています。
　ワンマン運転を行う事から乗務員室は半室構造で、ワンマン運転に必要な機器が設置されています。
　一方、長野支社の松本地区でも新潟支社と同じく、１６９系急行形電車が使用されており、同様の問題を抱えていたため、平成１０年にＥ１２７系１００番代が投入されました。
　０番代では都会的なデザインでしたが、１００番代では７０１系とほぼ同じデザイン（ステップがない）とされ、０番代では７０１系で使用されるＰＳ１０４形式下枠交差式パンタグラフを直流用にしたＰＳ３０形式でしたが、１００番代ではシングルアーム式のＰＳ３４形式に変更されています。
　この他、行先表示器のＬＥＤ化、砂撒き装置、トイレを車いす対応の仕様に変更などがあります。車内は北アルプスを望めるように片方をクロスシートとしています。こちらもワンマン運転に対応しており、運賃箱ではそれまでバス用のものを改造したものでしたが、本番代では初めて鉄道用のものを使用しています。
　現在、０番代は平成２７年に開業したえちごトキめき鉄道妙高はねうまライン（旧信越本線）用の車輛として、多くが移籍（１編成のみ踏切事故で廃車。）し、２編成だけが残って活躍をしています。１００番代は主に中央本線辰野支線や大糸線を中心に活躍をしています。