通勤形
車内配置はロングシート、車椅子スペースは設置されていますが、トイレの設備やグリーン車の設定はありません。２０９系をモデルにしたデザインで、正面強化構造や前部標識灯にシールドビームを採用するなど共通した点がいくつかあります。運転台も２０９系で採用されたユニット構造としており、ワンハンドル方式のマスコン、速度計などアナログ計器が並んでいます。
９００番代
ＪＲ東日本の新系列車輛第１号として、平成４年に９０１系が登場。量産車の２０９系、近郊形Ｅ２１７系、交直流電車としてＥ５０１系が登場し、基礎が出来上がりました。その間に同社では新しい技術開発を行い、この成果を第２世代の車輌に採用し、平成１０年に２０９系９５０番代として登場しました。
本番代のインバータ装置は通勤形で採用されたものと近郊形で採用されたものの２種類が使用されています。この他、戸閉装置の試用などが行われています。
性能試験を経て、営業運転に入り、平成１２年に量産車である０番代が登場。その際にＥ２３１系に編入され、Ｅ２３１系９００番代に改番しました。ほぼ同じ仕様で量産車が登場するという、技術的な先進性は高い評価を得ています。
クハＥ２３０－９０１（クハＥ２３０－９０１）
三鷹方１０号車に位置する制御車です。ＦＲＰ製前面部分は銀色になり、乗務員室扉がラインカラー１色なるなど２０９系５００番代と似たデザインですが、印象が変わります。また、ＪＲマークも位置が他のＥ２３１系とは異なるのも特徴です。
クハＥ２３１－９０１（クハＥ２３１－９０１）
千葉方１号車に位置する制御車です。台車は後位側はＴＲ２４６Ｊ形式、前位側は駐車ブレーキ付きのＴＲ２４６Ｉ形式台車を履いています。駐車ブレーキとは留置用に使うブレーキです。
モハＥ２３０－９０１・９０２（モハＥ２３０－９０２）
４号車、９号車に位置する中間電動車です。電動空気圧縮機、ＳＩＶ装置を搭載しています。
モハＥ２３１－９０１（モハＥ２３１－９０１）
３号車に位置するパンタグラフ付き中間電動車です。ＶＶＶＦインバーター制御装置は日立製作所製の２レベルインバーター制御装置が搭載されています。後に近郊形で採用されたものです。
モハＥ２３１－９０２（モハＥ２３１－９０２）
８号車に位置するパンタグラフ付き中間電動車です。ＶＶＶＦインバーター制御装置は三菱電機製の３レベルインバーター制御装置で、後に通勤形に採用されています。
サハＥ２３１－９０１～９０３（サハＥ２３１－９０２）
２、６，７号車に連結されている中間不随車です。本番代の空調装置はＡＵ７２５形式集中式冷房装置ですが、ＴＩＭＳにより全自動制御されており、カレンダー機能により、四季の認識、室内外の温度、湿度、乗車率などから冷房、暖房、除湿、送風の４つのモードより選択し、車内を最適に制御しています。
サハＥ２３０－９０１（サハＥ２３０－９０１）
５号車に位置する片側６扉構造の中間不随車です。近郊形では設定されていない仕様となっています。
０番代
９００番代の試用結果を受けて、平成１２年に登場したグループです。車内は荷棚やつり革を使いやすくするため、低くなっているなど僅かな違いが見られますが、２０９系とほぼ同じです。
編成内容は９００番代も同じですが、２０９系と同じ４Ｍ６Ｔですが、総武・中央緩行線では５００番代投入により６Ｍ４Ｔ化が行われて、６扉車がなくなるなど編成内容が変化しています。
クハＥ２３０－１～（クハＥ２３０－４０）
三鷹、上野方の制御車です。車端部に車椅子スペースが設置されています。
クハＥ２３１－１～（クハＥ２３１－６４）
千葉、取手方の制御車です。構造や設備はクハＥ２３０－１～と同じです。写真は常磐快速線で活躍している車輛で、電気連結器の装備があるほか、車外スピーカーの準備工事が行われている（総武・中央緩行線でも数本準備工事が施されています。）など仕様が総武・中央緩行線仕様と異なります。
モハＥ２３０－１～（モハＥ２３０－４３）
電動空気圧縮機、ＳＩＶ装置を搭載する中間電動車で、モハＥ２３１－１～とユニットを組みます。
モハＥ２３１－１～（モハＥ２３１－５）
ＶＶＶＦインバーター制御装置を搭載するパンタグラフ付き中間電動車です。
サハＥ２３１－１～（サハＥ２３１－２１６）
１０両編成中、３両連結されている中間不随車です。総武・中央緩行線では６Ｍ４Ｔ化により余剰車が発生し、廃車される車輛も出ています。
サハＥ２３０－１～（サハＥ２３０－１１）
通勤形にのみ存在する６扉車で、総武・中央緩行線のみで活躍しています。編成内容の変更で、廃車となる車輛も出ています。
５００番代
山手線時代で使用されている保安装置の老朽化に伴い、平成１７年より新しい保安装置（デジタルＡＴＣ（Ｄ－ＡＴＣ））の導入が決まり、これに伴い車輛側も対応した車輛が必要となった事から平成１４年に本番代が登場しました。同時期には常磐快速線、成田線向けの０番代が投入されていましたが、変更点が多い事から番代区分されました。
車体前面のデザインは猫目（キャッツアイ）に変更され、印象が変わりました。また、行先表示は２０５系では「山手線」と表示されていたものを、区間ごとに主要駅方面表示に変更（上野・東京方面といった具合）し、サービス向上を図っています。
車内でもサービス向上が図られており、常磐快速線向けでも採用された情報提供装置（ＶＩＳ）を搭載しました。これは、乗降扉上部にＬＥＤ表示器に代わり、液晶ディスプレイを２基設置し、行先案内、次駅案内など運行に係わる案内のほか、コマーシャルやニュースや天気といった各種情報を表示するものです。
制御装置の変更では、電気ブレーキが０ｋｍ/hまで動作する純電気ブレーキに採用されたほか、運転性能向上を図るため、ＭＴ比を６Ｍ４Ｔと変更しました。
平成２６年より後継車種となるＥ２３５系への置換えが決定し、令和２年に山手線より引退し、現在は総武・中央緩行線で活躍しています。
総武・中央緩行線に転属し、活躍する５００番代．
クハＥ２３０－５０１～（クハＥ２３０－５４４）
本系列では初めてのＡＴＣ車です。運転台は０番代を基本としていますが、ＴＩＭＳ表示器の準備工事やＶＩＳ装置が追加されているため、配置変更が行われています。写真は平面スカートを付けていた頃のもの。
クハＥ２３１－５０１～（クハＥ２３１－５０４）
クハＥ２３０－５０１～と同じ構造の制御車です。
モハＥ２３０－５０１～（モハＥ２３０－５４８）
電動空気圧縮機、ＳＩＶ装置を搭載する中間電動車です。１０両編成中、３両連結されますが中間に位置する車輛は補助機器の搭載は準備工事となっており、不随車のような外観となっています。
モハＥ２３１－５０１～（モハＥ２３１－５８５）
ＶＶＶＦインバーター制御装置など主制御機器を搭載するパンタグラフ付き中間電動車で、モハＥ２３０－５０１～とユニットを組みます。
サハＥ２３１－５０１～（サハＥ２３１－５４９）
山手線時代は５号車に位置していた中間不随車です。ＴＩＭＳ機器箱だけでしたが、ホームドア設置に伴って定位置停止装置（ＴＡＳＣ（タスク））が導入されました。この装置導入により、編成の圧縮空気使用量が増える事から電動空気圧縮機を搭載しています。
サハＥ２３０－５０１～（サハＥ２３０－５５７）
山手線時代に７号車及び１０号車に２両連結されていた片側６扉の中間不随車です。７号車に位置する車輛には三相誘導電源装置を装備していました。山手線各駅のホームドア化が決定し、本車輛の廃車も合わせて決定しました。廃車の際、台車、ブレーキ制御装置、空調装置など使用可能な機器類は新たに新造された車輛に転用されています。平成２３年に廃番代となっています。
サハＥ２３１－６０１～（サハＥ２３１－６０２）
山手線各駅のホームドア化に伴い、廃車となるサハＥ２３０－５０１～の代替えとして平成２２年に登場したグループです。７号車に位置する車輛となります。系列はＥ２３１系ですが、車体構造は当時増備が行われていたＥ２３３系がベースとなっており、寸法をＥ２３１系に合わせています。サハＥ２３０－５０１～から発生した台車、ブレーキ制御装置、空調装置などを再利用しています。
サハＥ２３１－４６０１～（サハＥ２３１－４６３８）
サハＥ２３１－６０１～と同じく、ホームドア化による６扉車廃止により登場した番代で、１０号車に位置する車輛になります。外観を見ての通り、奇妙な窓配置が特徴にあります。これは、ホームドアを設置した際、並行する京浜東北線（品川～田端駅間）と共用する際にドア位置がずれないようにしたためで、Ｅ２３３系１０００番代と同じドア配置となっています。このドア位置の変更により、座席配置が変則的なものとなっています。本番代もＥ２３３系をベースに設計されています。Ｅ２３１系が引退する事が決定し、本番代は後継車種のＥ２３５系の中間不随車（サハＥ２３５形式４６００番代）へと形式変更が行われ、廃番代となっています。
８００番代
総武・中央緩行線と営団地下鉄（現：東京メトロ）東西線の相互乗入れ用で活躍する１０３系１０００番代、１２００番代、３０１系を置き換えるために平成１５年に登場したグループです。Ｅ２３１系の地下鉄仕様車です。
車体は千代田線乗入れ用で活躍する２０９系１０００番代をベースに同様の地下鉄仕様車としています。先頭車前面には非常時用貫通扉が設置されているほか、乗務員室内にある補助いすは梯子になる構造とし、車外への脱出を迅速に行えるようになっています。運転台レイアウトは従来の通勤形電車を基本としています。
クハＥ２３０－８０１～（クハＥ２３０－８０１）
三鷹方の偶数向き制御車です。主幹制御器にはデッドマン機能が付いたものとなっています。
クハＥ２３１－８０１～（クハＥ２３１－８０１）
西船橋方の奇数向き制御車です。クハＥ２３０－８０１～と同一構造となっています。
モハＥ２３０－８０１～（モハＥ２３０－８１８）
３、６、９号車に位置する中間電動車です。補助電源装置、電動空気圧縮機を搭載していますが、６号車の車輛は補助電源装置のみの搭載となっています。
モハＥ２３１－８０１～（モハＥ２３１－８１８）
２、５、８号車に位置する中間電動車です。パンタグラフ、ＶＶＶＦインバーター制御装置を搭載しています。なお、８００番代という番代は国鉄時代は低屋根車を意味していますが、本番代はその意味ではありません。パンタグラフは中央本線内狭小トンネルに対応しており、走行は可能となっています。
サハＥ２３１－８０１～（サハＥ２３１ー８１４）
地下鉄線内での性能条件により、６Ｍ４Ｔ編成となっているため、不随車の本車は２両のみの連結となっています。
３０００番代
２０５系３０００番代、２０９系３０００番代を置き換えるために平成３０年に登場したグループです。種車は中央・総武緩行線で活躍していた０番代で、５００番代投入に伴う余剰車の転用になります。
改造内容は半自動機能の追加及び機器更新が主なもので、ラインカラーはオレンジバーミリオンとウグイス色の組み合わせになります。４両編成６本が投入されました。
クハＥ２３０－３００１～（クハＥ２３０－３００１）
八王子・高麗川方の制御車です。帯色の変更、半自動ボタンスイッチが設置され、少々外観が変化しています。
クハＥ２３１－３００１～（クハＥ２３１－３００２）
高麗川・川越方の制御車です。機器更新と半自動機能の追加が行われています。
モハＥ２３０－３００１～（モハＥ２３０－３００２）
０番代を改造した中間電動車です。電動空気圧縮機、ＳＩＶ装置を搭載しています。
モハＥ２３１－３００１～（モハＥ２３１－３００１）
ＶＶＶＦインバーター制御装置などを搭載するパンタグラフ付き中間電動車です。半自動ボタンは車内からは開閉は可能ですが、外からは安全上開扉のみしかできません。
近郊形
東北本線（宇都宮線）、高崎線で活躍する１１５系を置き換えるために平成１２年に登場したグループです。その後、東海道本線の１１３系置換えも目的となりました。
通勤形と比べ、車体は大きく変更されています。踏切事故対策としてＥ２１７系で採用された衝撃吸収構造を採り入れています。これは、先頭車の構造を乗務員、乗客を守る「サバイバルゾーン」と衝撃を吸収する「クラッシャブルゾーン」という２つの区域にわける構造としています。乗務員室はサバイバルゾーンとクラッシャブルゾーンで構成されるため奥行きが広くなり、通勤形よりも高運転台になりました。また、遠方からの視認性を高めるため、前部標識灯は屋根上に近い位置で左右に配し、シールドビームではなく、ＨＩＤ灯（high Intensity discharge lamp：高輝度放電灯）を採用しました。通勤形と同じ位置にあった部分には後部標識灯だけが残されています。この運転台部分が大きく変更されたことで、通勤形とは異なる印象を受けます。
運用範囲は北関東地域から湘南新宿ライン、東京上野ラインを経て南関東地域までと広範囲にわたるため、全車輛は寒冷地仕様となっており、半自動機能が標準装備となっています。座席はロングシートが基本ですが、セミクロスシートも用意されています。トイレは基本編成では２カ所（グリーン車は1か所）、付属編成は1か所設置されています。乗降扉は戸挟み安全装置の付いたリニア駆動式を採用しています。
性能面では機器の形式が異なるものの、概ね同じ。ブレーキ制御では勾配区間もある事から、抑速ブレーキが追加されています。
車体番号も特徴の一つで、各車輌の構造や設備の違いで加えられる番号が異なっており、その番号で仕様がわかるようになっています。
セミクロスシート・・・２０００番を加える。トイレ、衝撃吸収構造のいずれか一方又は両方を有する・・・５０００番を加える。耐寒・耐雪構造を有する・・・１０００番を加える。座席仕様の異なるユニットの場合・・・５００番を加える。となっています。
クハＥ２３０－６００１～（クハＥ２３０－６０３４）
付属編成の熱海方に位置する制御車です。車内はロングシートで、車椅子スペース及び車椅子対応トイレの設備があります。
クハＥ２３０－８００１～（クハＥ２３０－８０２２）
基本編成の熱海方に位置する制御車です。本番代のみ自動解結装置及び電気連結器を装備していません。車内はセミクロスシートで、車椅子スペース及び車椅子対応トイレの設備があります。
クハＥ２３１－６００１～（クハＥ２３１－６００６）
基本編成の黒磯・高崎方に位置する制御車です。ロングシートで、車椅子スペースの設備があります。
クハＥ２３１－８００１～（クハＥ２３１－８０４８）
付属編成の黒磯・高崎方に位置する制御車です。セミクロスシートで、車椅子スペースの設備があります。平成１６年より投入された車輛は運転台がグラスコックピット化されており、外観ではわかりませんが進化しています。
クハＥ２３１－８５０１～（クハＥ２３１－８５１９）
国府津車両センターに所属する基本編成の東京方に位置する制御車です。車椅子スペース及び車椅子対応トイレが設置されたため番代区分が行われています。車内はロングシートです。
モハＥ２３０－１００１～（モハＥ２３０－１０８９）
ロングシート仕様の中間電動車。電動空気圧縮機、補助電源装置を搭載しています。通勤形と同じですが、耐寒・耐雪構造を有しているため、１０００番代となっています。
モハＥ２３０－１５０１～（モハＥ２３０－１５０５）
国府津車両センター所属編成の８号車に連結されている中間電動車です。車内はロングシート仕様で、ユニットとなるモハＥ２３１－３５０１～とユニットを組みます。
モハＥ２３０－３５０１～（モハＥ２３０－３５２２）
セミクロスシート仕様の中間電動車です。床下には電動空気圧縮機、補助電源装置を搭載しています。
モハＥ２３１－１００１～（モハＥ２３１－１０８９）
ロングシート仕様のパンタグラフ付き中間電動車です。ＶＶＶＦインバーター制御装置（ＳＣ５９Ａ形式）、補助蓄電池を搭載しています。
モハＥ２３１－１５０１～（モハＥ２３１－１５３３）
モハＥ２３１－１００１～と同じロングシート仕様のパンタグラフ付き中間電動車です。ユニットとなるモハＥ２３０形式の座席仕様が異なるため、番代区分されています。
モハＥ２３１－３５０１～（モハＥ２３１－３５０５）
国府津車両センター所属の編成に組み込まれるパンタグラフ付き中間電動車です。近郊形モハＥ２３１形式では唯一のセミクロスシート仕様の車輛となります。
サハＥ２３１－１００１～（サハＥ２３１－１０７２）
ロングシート仕様の中間不随車です。
サハＥ２３１－３００１～（サハＥ２３１－３０２０）
セミクロスシート仕様の中間不随車です。
サハＥ２３１－６００１～（サハＥ２３１－６０３６）
ロングシート仕様の中間不随車で、車端部にトイレの設備があります。トイレの向かいは２名だけのクロスシートが配置されています。
サロＥ２３０－１００１～（サロＥ２３０－１００２）
平成１６年に開業した湘南新宿ラインの際に登場した二階建てグリーン車です。客室の他に乗務員室があります。当初はグリーン車のみ台車にヨーダンパが装備されていましたが、現在は外されています。
サロＥ２３１－１００１～（サロＥ２３１－１０６０）
サロＥ２３０－１００１～とペアで使用される二階建てグリーン車です。客室の他に洋式トイレの設備があります。
