０番代
４２１系の老朽化による置換えを目的に平成６年に登場した１次車のグループです。２両編成９本が製作され、１～６番は近畿車輛製、７～９は自社の小倉工場で製作されました。車内は車端部を除いて、オール転換クロスシートの構成となっています。
平成１４年に８番が列車衝突事故により廃車され、残りの編成は平成１５年に中間付随車（４００番代）を組込み３両固定編成となり、この際に４００番代と同じ仕様にする改造を行っています。

クモハ８１３－１～（クモハ８１３－５）

熊本方に位置する制御電動車です。ＶＶＶＦインバータ制御装置、補助電源装置が搭載されています。

クハ８１３－１～（クハ８１３－２）

門司港方に位置する制御車です。車内にはトイレの設備があります。パンタグラフ、主変圧器、サイリスタ位相制御装置（架線から交流２００００kvを取込み、主変圧器で降圧し、サイリスタ位相制御装置で直流に変換し、ＶＶＶＦインバータ装置で交流電源をつくって主電動機を動かす仕組み値なっています。）が搭載されています。

サハ８１３－４０１～（サハ８１３－４０５）

平成１５年に登場したグループで、８１３系では１０次車になります。２両編成であった０番代を３両編成化する目的でつくられました。構造は３００番代と同じで、客室側面窓ガラスはＵＶカット仕様となっており、カーテンはありません。車内のクハ８１３形式側には車椅子スペースがあります。

１００番代
日豊本線で使用される４２１系、気動車及び客車列車、長崎本線や佐世保線で使用される７１５系を置換える目的で平成７年より登場したグループで、２～４次車になります。このグループでは３両固定編成が登場し、サハ８１３形式が新しく仲間に加わりました。

クモハ８１３－１０１～（クモハ８１３－１０５）

熊本方の制御電動車です。車内は乗降扉付近のクロスシートが固定式となり、空間が拡大したため立席定員が増加しています。

クハ８１３－１０１～（クハ８１３－１０５・クハ８１３－１１５）

　　　　　

門司港方の制御車です。基本的な構造は０番代と同じです。写真右は篠栗線、筑豊本線（桂川～折尾駅間）（通称福北ゆたか線）向けの車輛で、塗装に違いがあるほか、当初は２両編成で登場しました。

サハ８１３－１０１～（サハ８１３－１１３）

本グループより登場した中間付随車です。３両固定編成に組み込まれています。

サハ８１３－５０１～（サハ８１３－５０２）

平成１３年福北ゆたか線の電化開業に合わせて２両編成で登場した１００番代を３両編成化するために６両がつくられたグループで、８１３系全体では８次車に相当します。
車内はオールロングシート仕様で、形状は３０３系と同じく背もたれと座布団が１席ずつ独立しています。

２００番代
北九州地区の列車増発及び老朽化した４２３系や７１５系の置換えを目的に平成９年に登場しました。５～７次車になり、本系列の中では最も車輛数が多く１０８両（３両編成３６本）がつくられました。
車内の座席配置は１００番代と同じながらも、コストダウンを図った設計となっており、外観ではドア周りのビートプレスが少なくなった他、トイレの採光窓、号車札差しなどが廃止されました。また、前部標識灯横のフォグランプも廃止されました。一見使えそうですが、デザイン上のダミーとなっています。

クモハ８１３－２０１～（クモハ８１３－２１０）

熊本方の制御電動車です。１００番代に似ていますが、コストダウンが図られており、車体や車内に違いがあります。

クハ８１３－２０１～（クハ８１３－２１９・２３４）

　　

門司港方の制御車です。１００番代のコストダウン車であるため、トイレの採光窓が廃止されており、外観上の違いの一つともなっています。

サハ８１３－２０１～（サハ８１３－２３６）

本番代の中間付随車です。

３００番代
平成１４年、鹿児島本線海老津～教育大前駅間で下り普通列車（８１１系＋８１３系７両編成）がイノシシと衝突し、停車しました。そこへ、後続列車（８１３系５両編成）が無閉そく運転で進入し、中継信号機の進行現示を自列車に対するものと誤認し、加速してしまい停車中の列車に追突。１３４名が重軽傷を負いました。
各車輌の車体は事故の衝撃により破損、結果として全車が廃車になりました。このうち８１３系３編成分の不足を補うために平成１５年にこの３００番代が３編成つくられました。（９次車になります。）
事故では車端部の破損が主（軽量車体による歪み）であった事から、使用可能な部品を再利用しています。車体構造や機器類は２００番代とほぼ同じですが、車内設備を大幅に改良した点が特徴にあります。客室窓にはＵＶカットガラスを使用しており、ロールカーテンを廃止。８１７系で採用された環状の吊り革を乗降扉付近に配置しています。座席はモケット柄の変更、屋根にはラインデリアが採用されています。乗降扉の引き込まれ事故防止のため窓ガラスを複層化し、同一平面としています。この他、ユニバーサルデザインをトイレに採用し、車椅子でも利用できるように大型化しました。

クモハ８１３－３０１～（クモハ８１３－３０３）

２００番代と同一構造の制御電動車です。客室窓にＵＶカットガラスを使用しており、、黒っぽく見えるのが外観の違いです。

クハ８１３－３０１～（クハ８１３－３０２）

門司港方の制御車です。外観はほぼ２００番代と同じです。

サハ８１３－３０１～（サハ８１３－３０２）

本番代の中間付随車です。この形式も客室窓ガラスが外観の識別ポイントになります。

１１００番代
平成１９年に輸送力増強及び日豊本線ワンマン運転開始により登場した１２次及び１３次車です。
基本は１０００番代としていますが、行先表示器がキハ２２０形式２００番代、８１７系１１００番代と同じ大型のＬＥＤ式が採用されています。表示器が大型化された事により、運転台部分の屋根形状が飛び出た形となり、外観の大きな特徴になっています。

クハ８１２－１１０１～（クハ８１２－１１０２）

熊本方の制御車です。１０００番代に準じた設計ですが、先頭部の大型行先表示器が特徴です。

クハ８１３－１１０１～（クハ８１３－１１１０）

門司港方に位置する制御車です。トイレの設備があります。車体側面の行先表示器も大型化されており、この下にある窓は他の窓より小さくなっています。

モハ８１３－１１０１～（モハ８１３－１１０２）

本番代のパンタグラフ付中間電動車です。機器の構成などは１０００番代と同じです。