０番代
クハＥ５３０－１～（クハＥ５３０－１２）
基本編成の上野方１号車に位置する制御車です。車内はセミクロスシートとなっています。車いす対応の大型トイレが設置されており、その横に位置する乗降扉は運転台に寄っており、向かいの乗降扉と位置があっていない特徴があります。床下には電動空気圧縮機を搭載しています。制御車では唯一、自動解結装置及び電気連結器を装備していません。
クハＥ５３０－２００１～（クハＥ５３０－２００７）
付属編成の上野方１１号車に位置する制御車です。車内はセミクロスシートとなっており、車いす対応の大型トイレが設置されています。床下には電動空気圧縮機を搭載しています。付属編成は５両編成で、２本又は３本組み合わせて運転する事もできます。
クハＥ５３１－１～（クハＥ５３１－１８）
基本編成の仙台方１０号車に位置する制御車です。車内はセミクロスシートとなっており、車いす対応の大型トイレが設置されています。自動解結装置及び電気連結器を装備しています。
クハＥ５３１－１００１～（クハＥ５３１－１０１６）
付属編成の仙台方１５号車に位置する制御車です。車内はセミクロスシートとなっています。トイレの設備が唯一ない先頭車になります。
モハＥ５３０－１～（モハＥ５３０－６）
基本編成の２号車に位置する中間電動車で、モハＥ５３１－１００１～とユニットを組みます。車内はセミクロスシートとなっています。主変換装置、補助電源装置（２８０ｋｖＡ）を搭載しています。
モハＥ５３０－１００１～（モハＥ５３０－１００２）
付属編成の１２号車に位置する中間電動車で、モハＥ５３１－１～とユニットを組みます。車内はロングシートとなっています。主変換装置、補助電源装置を搭載しています。
モハＥ５３０－２００１～（モハＥ５３０－２０２２）
基本編成の７号車に位置する中間電動車で、モハＥ５３０－１００１～と同一構造です。ユニットとなる相手がモハＥ５３１－２００１～と異なる事から番代区分されています。
モハＥ５３１－１～（モハＥ５３１－７）
付属編成の１３号車に位置するパンタグラフ付き中間電動車で、モハＥ５３０－１００１～とユニットを組みます。車内はセミクロスシートとなっています。床下には主変換装置、主変圧器が搭載されています。
モハＥ５３１－１００１～（モハＥ５３１－１０２１）
基本編成の３号車に位置するパンタグラフ付き中間電動車で、モハＥ５３０－１～とユニットを組みます。車内はロングシートとなっています。
モハＥ５３１－２００１～（モハＥ５３１－２０１８）
基本編成の８号車に位置するパンタグラフ付き中間電動車で、モハＥ５３０－２００１～とユニットを組みます。車内はロングシートとなっています。他のモハＥ５３１形式と同じく、屋根上にはパンタグラフの他、真空遮断器、交直切替器が搭載され、床下には主変換装置、主変圧器、パンタグラフ上昇用のベビコンなどが搭載されています。
サハＥ５３０－２００１～（サハＥ５３０－２０１０）
基本編成の６号車に位置する中間不随車です。車内はロングシートとなっています。床下には電動空気圧縮機を搭載しています。
サハＥ５３０－２０２２（サハＥ５３０－２０２２）
平成１９年のグリーン車組み込みにより編成内容が変更される事になりました。その際にサハＥ５３１－２０１２が余剰となる一方で、１編成だけ電動空気圧縮機を搭載したサハＥ５３０形式が不足したため、この余剰となった車輛に電動空気圧縮機を搭載させ、編入する改造を行いました。当系列唯一の改造車になります。
サハＥ５３１－１～（サハＥ５３１－２）
基本編成の９号車、付属編成の１４号車に位置する中間不随車です。車内はセミクロスシートとなっています。なお、基本編成の９号車は編成によってはロングシート車であるサハＥ５３１－２００１～の場合もあります。
サハＥ５３１－２００１～（サハＥ５３１－２００４）
一部基本編成の９号車に位置する中間不随車です。車内はロングシートとなっています。１両はサハＥ５３０形式へ改造されています。
サロＥ５３０－１～（サロＥ５３０－２０）
平成１９年より加わった２階建てグリーン車で、基本編成の４号車に位置しています。車掌室、業務用室があります。サロＥ５３１形式とペアで使用されるため、半永久連結器で連結されています。
サロＥ５３１－１～（サロＥ５３１－１２）
サロＥ５３０形式とペアを組む２階建てグリーン車で、基本編成の５号車に位置しています。洋式トイレ、洗面所の設備があります。
３０００番代
４１５系１５００番代の置換えを目的に平成２７年に登場した６次車に相当するグループです。０番代との違いは準耐寒・耐雪構造とした点で、３０００番代となりました。３０００番代は付属編成のみで５両編成となります。
主な変更点として、主電動機を冷却する風道を車体に設置、合わせて主電動機もＭＴ７５Ａ形式に変更。トイレ、乗降扉、床下機器類を耐寒・耐雪構造に変更しています。
常磐線で活躍していましたが、東北本線黒磯駅構内の交直地上切替設備が平成３０年に廃止され、車上切替方式に変更（黒磯駅北側にデッドセクションを設置）したため、交流電車の入線が不可能となってしまいました。このため、先行して本番代が投入され、黒磯駅～新白河駅の普通列車にも活躍しています。なお、令和２年よりワンマン運転が実施され、車体側面に安全確認カメラ、ホーム検知装置などを装備しワンマン運転対応車になっています。
クハＥ５３０－５００１～（クハＥ５３０－５００３）
上野・新白河方の１１号車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、車いす対応の大型トイレが設置されています。床下には電動空気圧縮機を搭載しています。乗降扉には凍結による開閉不良を防ぐため、レールヒーターを搭載しています。
クハＥ５３１－４００１～（クハＥ５３１－４００５）
仙台・黒磯方の１５号車に位置する制御車です。車内はセミクロスシートとなっています。常磐線と東北本線では編成が逆向きになります。勝田駅を出て水戸線経由で黒磯駅に向かうと…。
モハＥ５３０－４００１～（モハＥ５３０－４００３）
付属編成の１２号車に位置する中間電動車です。車内はロングシートとなっています。車体には主電動機冷却風取込口のルーバーがあり、外観の特徴になっています。主変換装置、補助電源装置を搭載しています。
モハＥ５３１－３００１～（モハＥ５３１－３００５）
付属編成の１３号車に位置するパンタグラフ付き中間電動車です。車内はセミクロスシートとなっています。主変換装置、主変圧器を搭載しています。
サハＥ５３１－３００１～（サハＥ５３１－３００５）
付属編成１４号車に位置する中間不随車です。車内はセミクロスシートとなっています。
