419系は、583系特急形電車を改造した車両である。583系は日本初（及び世界初）の昼夜兼用特急形電車であったが、新幹線延伸に伴い、夜行列車の需要が減少。編成が有り余っていた。

一方、北陸本線などの地方幹線においては旧型客車による列車が運行されていたが車両の老朽化や運用効率化、都市近郊での増発のため電車化が求められていた。しかし北陸は交直流が混在し、当時の日本国有鉄道（国鉄）は巨額の赤字に圧迫され、高価な新製交直流車両の投入には限界があった。

この結果、寝台列車の衰退で暇になっていた交直流特急形車両583系を近郊形車両に改造するという計画が実行に移された。おそらく日本鉄道史上有数の魔改造だろう（国鉄・JR以外の私鉄の特急用車両の格下げ改造はさほど珍しいこともないが）。なお国鉄時代には485系や183系のグリーン車が113系に改造されたことはあるが、1編成まるごと改造されたのは初である。

編成により片側のクハがクハネ581改造先頭車を含む特急時代の面影を残す外観の編成と、両方の先頭車が切妻改造車に分かれた。割合としては改造先頭車編成のほうが多い。

下記に挙げる理由から運用面での不都合が生じ、元車両から数えれば製造から30年以上たってることによる老朽化も問題となっていたが、419系は21世紀を迎えても全車健在だった。車両価格の高い交直両用車ゆえの置き換え車調達の困難、北陸新幹線計画の見通しがなかなか定まらず、在来線への投資に慎重であったなどの要因が挙げられている。

しかし、2006年に富山ライトレールへの富山港線の移管、湖西線、北陸本線の敦賀以南の直流化などで運用範囲が縮小、さらに521系が投入され始めるとついに廃車が始まった。この時も、より車齢が若いはずの475系から先に廃車されるなど意外なしぶとさを見せ、一部では「まさか、運転台が高くて見晴らしが良いから残されたのか？」との憶測まで呼んだ（実際は、改造車ゆえの“減価償却”の絡みから長く残されたらしい）。

それでも遂に2011年3月のダイヤ改正をもって、全車が定期運用から引退し廃車となった。
改造当初の「5年も使えれば十分」との目論見よりは遙かに長期間の活躍であり、交流専用となった715系の全廃後も生き残り、結局、特急電車時代よりも長く“近郊型”として走り続けていた。十分以上に“元が取れた”と言えるだろう。ただし419系に改造された車両に限った話で、715系はまだしも、種車の583系の中には特殊車両のグリーン車や食堂車を中心に登場後10年たらずで休車や廃車、という例も多く、全体としてみれば元が取れたと言うには疑問符もつくが。

主な改造

扉の増設

種車は扉が折り戸が一つだったが、改造時に後ろに一つ折り戸が追加された。が、近郊車としては前例がないほど狭く幅はわずか700mmである。そのうえ、極力台枠構造を改造せずに済むように（台枠強化・改造はコストが高騰する）台車ボルスタ部を避けて設置され、先頭車は極端に中央に寄った奇妙な扉配置となった。

戸閉回路の変更

これにより、全ての運転台から扉を操作できるようになった。

一部窓を開閉可能に

種車は開閉不可能であったが、片側3枚を4分割ユニット窓にして、混雑時の換気の面を良くした。なぜ片側3枚のみかというと、元々冷房が付いていたから。

寝台の固定・撤去

一般車としては不必要な寝台設備を、下段であるボックスシート部は座席状態で固定、上・中段は寝台を撤去したうえで寝台舟を不使用状態で固定した。

洗面所の封鎖

一般列車に寝台列車用の大規模な洗面台は必要ないが、強固に作られた構造物の撤去には手間がかかるため、一部構造を撤去したうえでカバーをかぶせ、デッドスペースにした。（JR移行後に一部が再改造で撤去し空きスペースとなった車もある）。

中間車に運転台を増設

種車の中間車の妻面を片側撤去。運転台を溶接し、中間車を改造。しかし、妻面が切妻のまま、元から屋根が高いこともあって、あの食パン列車の異名が付いた。それでも、デビュー当時は「国鉄ひょうきん族」とも呼ばれた。クハ418には補助電源装置が装備されていなかったため、153系などの冷房装備から10年強で廃車となり、まだ十分使用可能な廃車発生品のMGを、脈流対策を施したうえで転用した。

歯車比の変更

特急時代の高速運転向けの歯車比（3.50）では運用に適さないため、101系の廃車発生品と交換して、5.60に引き上げた。これも本来は通勤型の歯車比で、起動力、加速度が高い反面、最高速度が100km/hに制限されるなど、必ずしも最適ではなかったが、“間に合わせ”ならこれで十分とされた。
一方で、重い車重と大きな起動力に物言わせて、故障した列車の救援･牽引に駆り出された例もあったとか。さすがに後年になると他の急行型・近郊型が110km/hを出せるにもかかわらず100km/h限定ということから、優等列車や高速貨物から「逃げ切る」ことが出来ず、ダイヤ構成上でも足かせになっていたが。

デッキ部分の廃止

普通列車用ということでデッキ扉・夜間乗務員室及び構造を可能な範囲で撤去した。もっとも風洞や配線の関係で撤去できない部分も多く、飛び飛びに座席や仕切り、クーラーの室内機（モハ418）があるなど、改造前の面影を残す異様な部分も多い。

片側パンタグラフの撤去

普通列車用とされたため、直流区間高速運転時の離線対策であったモハ418の副パンタグラフを撤去した。後に、一時的にではあるが七尾線などの架線霜取り運転のために復活させたこともある。（長続きはせず、短期間で再び撤去された）

デビュー時の塗色は国鉄赤2号にクリーム10号の帯を合わせた、身延線用115系とほとんど同じスキームだった。しかし本来スリムな近郊型・急行型用のスキームを強引に限界いっぱいの寝台車規格の車体に適用したため、異常な圧迫感のある外観から「装甲車」と一部から揶揄されるほど不釣り合いであった。そのためJR移行後さほど時を置かずして、オイスターホワイトにライトブルーの新北陸色に速やかに塗り替えられた。