昭和３５年に登場したＥＦ６０形式は国鉄初の近代的な大型直流電気機関車でしたが、牽引力を重視した貨物用であったため、高速運転を行う旅客列車には不向きでした。また、旅客用暖房装置（ＳＧ又はＥＧ）を搭載していない点も旅客列車には不向きでした。
昭和３３年まで製造が行われたＥＦ５８形式の後継機として、ＥＦ６０形式をベースに昭和３６年にＥＦ６１形式が登場しました。なお、後に２００番代が登場しますが、全くの別物で主電動機、出力が同じである事から同一形式となっています。

０番代（ＥＦ６１　２：マワ車所蔵）

ＥＦ５８形式の後継機として登場したグループで１８両が製作されました。ＥＦ６０形式１次形をベースに一般客車に対応する蒸気暖房用装置（ＳＧ）、重油タンク、水タンクなどを搭載しています。搭載機器が増えたため車体長が１．６ｍ延長されています。将来的にはこれらを撤去し、貨物用への転用も出来る設計が特徴です。側面のルーバーは横長なものとなり、その上に細めの採光窓が設置されました。
ＳＧが搭載され、車重は増える所ですが、旅客用という事でバーニア制御装置や再粘着制御装置などの機器を一部省略し、ＥＦ６０形式と同じ重量としています。
駆動方式はクイル式を採用。ＥＦ６０形式１次形と同じく、構造上の問題により後にリンク式に改造されています。
登場後、特急列車や急行列車の運用を担当していました。しかし、ＥＦ６０形式５００番代が投入され、寝台特急の牽引から撤退し、急行荷物列車を中心とした運用を行い、昭和５０年以降は定期旅客列車から完全撤退し、荷物列車や臨時列車、貨物列車の運用となります。晩年はＳＧが原因の車体腐食が問題となりました。蒸気を逃がす排出口から腐食が始まり、やがて屋根板の腐食に至り、これが進み強度が低下するというもので、中には屋根が抜け落ちる事故も発生しました。その後、老朽化もあり休車する車輛が続出。荷物・郵便車の電気暖房化もあり、昭和６０年に形式消滅となっています。

２００番代（ＥＦ６１　２０９：マワ車所蔵）

昭和５２年に登場したグループで、山陽本線瀬野～八本松間で活躍を続けてきたＥＦ５９形式を置換えるために、ＥＦ６０形式１次車（試作車を含む１４両）及びＥＦ６１形式０番代（１８両）を改造する事にしました。ＥＦ６０形式からの改造車を２００番代、ＥＦ６１形式からの改造車を１００番代とする計画になりました。
手始めに２００番代８両が改造されました。１０００ｔ以下の列車は単機、それ以上は重連で使用する事になり、前面貫通扉の設置及び総括制御装置の装備、東京方にデッキの設置、空気管付密着連結器に交換（東京方のみ）、走行中解放用空気シリンダー設置などの改造が行われています。
営業運転を開始した所、ある条件で非常ブレーキを作用させると押上げ力の強いこの機関車では脱線事故を引き起こす恐れがある事が判明し、置換え計画は中止となりました。もちろん、１００番代を含めた改造も中止となっています。
このため、１０００ｔ以下の単機での限定運用となり、それ以上は引き続きＥＦ５９形式が使用され、単機で運用が出来るＥＦ６７形式の登場まで待たなければなりませんでした。
平成２年にＥＦ６７形式に置き換えられ、番代及び形式消滅しました。