信越本線横川 - 軽井沢間で専用補助機関車EF63形との協調運転を可能とした派生系列。以下の点で165系との相違点がある。
・協調運転用の機器としてSRB8形界磁接触器を新たに設置。
・制御装置を協調運転対応の物に設計変更し搭載。
・抵抗器の容量を増大。
・協調運転時に下り軽井沢方先頭車となるクハ169形にEF63形との連絡装置・非常制動時に衝撃を抑える特殊構造の非常弁・主幹制御器への防護回路等を搭載。
・協調制御用にKE70形ジャンパ連結器を搭載。
1967年に先行して協調運転試験用の165系900番台を製造、量産車運用開始後に量産化改造して169系900番台に編入。グリーン車（サロ169）・ビュッフェ車（サハシ169）は165系・153系からの編入改造で充当された。（ビュッフェ車は1970年代後半に営業をやめ、1978年までに廃車となっている。）
本来の目的である信越本線における急行列車運用は1986年11月ダイヤ改正で消滅し、グリーン車は廃車、900番台は先頭車は電送解除・交直流対応化で東北用の455系に編入（クハ455-300・400番台）モハ168-900は一時的にサハ化されるもののすぐに廃車。その後は長野地区の快速・普通列車や波動用として運用された。
塗装変更、リクライニングシート化されるなど接客設備の向上が図られ、団体臨時などで首都圏にも頻繁に顔を出していたが2扉が持て余されるようになり、三鷹区の快速用車輌置換えに充当された。
しかし混雑に対応できずここでも引退している。（現在の「むさしの号」で、朝の列車は205系8連でも混雑する状態である）
既にJR東日本では全車引退しており、以後はしなの鉄道に譲渡された3両編成4本の12両が在籍していた。
しかし、2011年7月から保安装置の関係でJR路線に全車両が乗り入れができなくなり、S54編成が引退した。
さらに、2013年のダイヤ改正で全車両が定期運用を離脱し、4月29日に引退となった。
量産車トップナンバーであるクモハ169-1・モハ168-1､ラストナンバーであるクハ169-27で構成されたS51編成が、坂城駅で静態保存されている。
