1972年、度重なる編成組み替えで編成内のメーカーが揃わなくなり、「ひかり」をH編成、「こだま」をK編成と区別する編成番号に変更された。また、K編成の2両のビュフェ車のうち1両を売店車への差し替える編成替えが進められたが、全編成には及ばなかった。(最終的に47編成中7本がビュフェ車2両のまま残った。)

1973年、K編成も16両化。

1974年、H編成に食堂車を組み込み。

1976年、開業時の1・2次車を置き換えるため、小窓仕様の新車・1000番台が登場したが、編成内で廃車にする分だけを新車(1000番台)で代替した。その手法で続く3~5次車の置き換えも進められた。このため、大窓車と小窓車が混ざる編成が誕生。

1980年、当時利用率が低下した「こだま」編成の削減開始。（1984年度までに

47編成→41編成）

1981年、1000番台よりシートピッチ(座席間隔)を広くした2000番台が登場。

廃車対象外の「ひかり」編成に新車を組み込み、その捻出車や削減された「こだま」編成の残存車で他編成の老朽車を置き換えたことから、その後編成によって、また編成内で車両ごとの製造年がまるでバラバラになる一因になってしまった。特に自由席車が多く(指定席販売上の制約が少ない)、新大阪以西への定期運用が無い「こだま」編成ではビュフェ車の両数や組成位置にいくつかのバリエーションが見られた。(さらに一部のこだま編成では、岡山以西の入線に必要な連続強制換気装置が未装備の車が含まれていた）

1984年、「こだま」を12両編成に短縮。大窓車が先頭になる場合は「S編成」、小窓車が先頭の場合「Sk編成」となる。

1986年、0系の最終製造。小倉～博多間限定運用として6両編成のR編成が登場、後に山陽区間の「こだま」用に編成増強。

余談ではあるが、16両全てが新車で揃った編成は、

・1973年製造のH41~H43編成（ひかり編成、翌年にいずれも7・8号車を新車の食堂車ユニットに差し替え）

・1974年製造のH70編成（列国議会同盟(IPU)参加者輸送用特別編成で中間12両がグリーン車、用途終了後組み換え）

・1976年製造のN97～99編成(ひかり編成、全車小窓の1000番台)

以上の7編成だけである。

JR時代

JR東海

1339両(91編成と保留車35両)が承継された。

1989年から、「こだま」編成を対象に再度の16両編成化と指定席車(9～12号車)への2-2シート導入などが行われた。しかし、東海道新幹線では16連固定でも需要が逼迫していたことと、最高速度220km/hの0系がダイヤ上のネックとなっていた為、100系・300系による淘汰が急速に進み、1995年には「ひかり」編成が消滅し、同時に東京発着の定期「ひかり」運用から離脱した。このため、パンタカバーが設置されたくらいで、大規模な改造等は行われなかった。

JR西日本

715両(58編成と保留車17両}が承継された。

JR西日本では「ウエストひかり」へのグレードアップを筆頭に、短編成化用に先頭車化改造まで行われるなど、大規模な延命・改装が盛んに行なわれた。

「ウエストひかり」としては座席の拡張（横5列配置を4列配置に見直し）や暗室でビデオを上映する「シネマカー」の連結（当初は有料、その後無料化された後も利用率は悪く、しまいには睡眠目的で利用される有様だったため1994年3月末で廃止、また上映は一部の列車のみで実施されていた）やアップグレードされたビュッフェなど、などサービスアップにより当初の6・8両編成から最長12両編成まで編成を再度伸ばすなど好評を博した他、食堂車やビュッフェを子供サロン用に改造した「ファミリーひかり」、本来こだまに使用される編成を用いた「シャトルひかり」の運転など、最終増備車の製造から10年以上経った時点でも西日本区間では第一線で活躍を続けた。

特記すべき編成

NH82編成…100系と同様に特高圧回路を設けてパンタグラフを削減することを目的としてケーブルヘッドやパンタグラフカバーの取り付け工事が行われた。一定の効果は認められたが、費用面や工事期間等の面から改造は本格化せず、後に元に戻されてしまった。
R23、R51編成…R23編成の先頭車はグリーン車を改造した21・22-3901、R51編成はウエストひかり用でそれぞれ6両編成。1988年～1991年の多客時にこの2編成を連結した12両編成(R23が自由席、R51が指定席)が運転された。連結は車庫内で行われ、半固定編成として使用されたが、車両運用上の使い勝手の問題から、短期間で終了した。(参照)

淘汰

JR東海

前述の通り、性能が劣る0系は100系と300系に置き換えられる形で数を減らし、1995年に「ひかり」用NH編成が運用を離脱。「こだま」用のYK編成も、1999年3月時点で6編成(YK8、20、29、38、40、41編成)が残るのみとなり、運用は東京⇔新大阪1往復(こだま414、425号)と東京⇔名古屋1往復(464、473号)となっていた。

同年7月31日、8月8日、28日には臨時ひかり号を運転し、この時点で残っていた3編成(Yk8、29、41)の光前頭に「長い間のご利用ありがとうございました。」の装飾が掲げられた。

1999年9月18日のYk8編成こだま473号(東京→名古屋、定期列車)をもって東海道新幹線での運用を終了した。

ちなみに、新幹線車両において定期列車で運用を終了した最初で最後の事例である(以降、新幹線車両のラストランは全席指定の臨時列車や団体専用列車で行われている)。

JR西日本

1999年の東海道新幹線での引退以降も、山陽新幹線では引き続き運用され、「ひかり」への充当もあるなど、2社間ではかなり温度差があった。

JR発足後の需給見直しにより、短編成頻発ダイヤに切り替えられていたが、0系が全電動車の為MM'ユニット(2両)単位で長短組成可能であるため重宝され、JR東海所有の100系が大量に廃車される中、JR西日本では0系が延命工事され活躍し続けるという事態が起きた(※JR東海の100系は先頭車が動力のない制御車のため電動車ユニットの前後関係が逆転しており、単純な編成変更が出来なかった。なお一部の先頭車は、JR西日本の100系短編成化時の先頭車化改造に使われた)。

しかし、「ウエストひかり」と呼ばれるグループもJR発足後にリニューアル工事を受けているとはいえ、車両の老朽化は隠せず、2000年3月改正で700系7000番台「ひかりレールスター」が登場すると翌月までに新大阪発着の「ひかり」運用から撤収。(この「ウエストひかり」廃止により定期「ひかり」運用は消滅、臨時での「ひかり」運用は「ファミリーひかり」の運行が2002年まで行われていたため、同年まで存続)「こだま」のみの運用となり、またその編成も6両・4両まで短縮されるなど、徐々にその活躍の場は狭まっていった。

2002年からは、R編成(こだま用6両)の座席を廃車となった100系グリーン席を転用し2&2シート化し、色を500系やレールスターと同じグレーにしたリニューアル車が現れる。このグループが最後まで残ることになった。

2008年4月、最後まで残った3編成(R61、R67、R68編成)がデビュー当時の塗装へ復元され、11月30日限りで定期列車での運用を終えた。

その後、12月6日、13日、14日にさよなら運転(臨時ひかり)を実施。14日のR61編成「ひかり347号」(新大阪→博多、速達列車を再現)をもって、全ての車両が運用を終了した。

なお、0系引退後のこだま号は、短編成化された100系と500系が担当。

また、さよなら運転時に新山口駅で500系こだま号が0系ひかり号の通過待ちをするダイヤが組まれ、「(当時)日本最速車両を、初代新幹線が追い抜く」という象徴的なシーンが演出され話題になった。

余談

メーカー

東海道新幹線開業当初の編成記号は製造メーカーごとに区分されていた。編成も全て同一会社製で揃えてあった。

N：日本車輌　K：汽車製造　R：川崎重工　H：日立製作所　S：近畿車輌　T：東急車輛

これは本来製造メーカーのローマ字イニシャルを冠しようとしたものであるが、「K」で始まる会社が3社もあったため、それらについては汽車を除いた2社について漢字頭文字の英語直訳で代替したものである（川崎→川→River、近畿→近→Short）

ところが増結や編成組み換え等により同じ会社での編成が困難になり、1971年から　H：ひかり編成　S・K：こだま編成となっている。

またR編成（6両＝RokuryoのR)・Q編成（4両＝16両の4分の1＝QuarterのQ）など短編成も登場した

食堂車

1972年の岡山開業や1975年の博多開業により長時間乗車をする乗客が出てくるようになり、食事の対応として1974年から長距離運用の多い「ひかり」に食堂車が組み込まれた。

海側を食事スペース、山側を通路にして間を壁で区切ったが、窓がなく乗客から「富士山が見たい」との声が上がった。そこで1979年以降壁に窓ガラスを設置、山側の景色を楽しみながら食事ができるようになった。これは「マウント富士計画」と呼ばれた。

特別編成

1974年10月には、第61回列国議会同盟日本大会が開催され参加する国会議員のための団体列車が運転された。この際製造中だったH編成用のグリーン車6ユニット12両+先頭車ユニット＋一般中間車1ユニット2両のH70編成が組成された。終了後、グリーン車達は正規のH70編成のほか、グリーン車なしで製造された他の編成に組み込まれた。現在においても12両もののグリーン車を連結した編成は存在しない。

強度

1999年、山陽新幹線福岡トンネルでコンクリート片が走行中の0系「ひかり351号」を直撃する事故が発生した。しかし空調設備等があったこと、車体が鋼製であったことが幸いし車体は損傷したものの負傷者は1人も出なかった（これが現在主流のアルミ合金だったら貫通して死者が出ていてもおかしくなかったという）。

ドクターイエロー

1000形を改造した922形0番台を置き換える目的で、1974年に0系0番台をベースにした922形10番台(T2編成)が製造所された。7両編成だが、5両目(軌道検測車両)は921形を名乗り、車体が短い。

1979年には、1000番台をベースにした922形20番台(T3編成)が登場した。窓の大きさで判別が可能。

1986年に、T2編成の7号車、T3編成の1号車に自動分割併合装置が取り付けられ、試験に使用された。(参照) これは、後に東北・山形・秋田新幹線で採用された。

T2編成はJR東海に継承され2001年まで、T3編成はJR西日本に継承され、2005年まで活躍した。なお、T3編成の7号車(922-26)がリニア・鉄道館に保存されている。

https://www.pixiv.net/artworks/108779180

特別ラッピング

1998年12月5日から翌年5月5日まで、JR西日本はNINTENDO64のテレビゲーム『バンジョーとカズーイの大冒険』（日本では1998年12月6日発売）とのタイアップを実施。0系の「ファミリーひかり」用編成に専用ラッピングを施し、「バンジョーとカズーイの大冒険号」として山陽新幹線（新大阪駅〜博多駅間）で運行された。

ゲームの販売戦略としても新幹線の営業戦略としても当時としては異例で、同方法を取った最初のケースとなった。