概要
1971年から国鉄が設計・新製した交直流両用近郊形電車。1960年から新製・投入された401系（50Hz区間用）・421系（60Hz区間用）とそれぞれの電動機変更による出力増強版の403系・423系に引き続いて交流50Hz・60Hz両用タイプとして開発された。
当初は401系・403系の改番計画があり、計画上401系→411系・403系→413系、クハ401はクハ411に編入となる予定だった。（国鉄末期に登場した急行型改造の413系とは無関係）そのためモハは415系という形式だがクハは411形300番台という変則的な番号を付けられている。計画は流れてしまったが附番はそのままだった。
現在、JR西日本で800番台が、JR九州で0・100・500・1500番台が運用されている。JR東日本の415系は2016年3月のダイヤ改正をもって定期運行を終了し、JR西日本の415系800番台も2021年までに定期運行を終了する予定である。
基本番台
0番台、100番台、500番台、700番台。
- 0番台は基本形態。クロスシート車。
- 100番台はクロスシート部分の座席間隔を拡大。また、わずかにサハ411が製造されている。
- 500番台は新製時からロングシート車。
- 700番台は中間車のみで、4両編成の一部を7両化するために製造した。車端部分をロングシート、それ以外の箇所をクロスシートにした。(のちに1両が先頭車に改造された。)
1500番台
1986年以降に新製されたステンレス製のグループ。車体構造が211系に準じる。座席はロングシート。4両固定編成を組んだが、これ以外に既存車両の組み換えなどのためサハ411-1601、サハ411-1701を新製している。
同種用途の普通鋼製車と比較して、おしなべて7ｔ程度どの車種も軽くなっており（車体で-5ｔ、ボルスタレス台車で-2ｔ、合計7ｔ/両）、そのままでは加速などの特性が変わってしまうが、限流値（加速タイミング）を下げることで従来の鋼製車体車との併結・混用を可能としている。
そして常磐線の着席機会向上のため、1991年に2階建て試作車クハ415-1901を新製。
2006年3月のダイヤ改正で営業終了・廃車となったが、この構造は他系列で採用・量産された。
800番台
1991年に七尾線が電化されることから、JR西日本が同等の直流車である113系を改造して交直流電車にしたものである。485系を183系化した際に発生した交流設備を転用している。413系とも連結可能。
3両編成11本のうち、413系の七尾線転用により一部編成で廃車が出ているが、800番台の種車は113系のうちのごく初期のグループであったため、国鉄型車両では異例の車齢50年突破を果たしている。
2020年秋から521系に置き換えられる予定である。
余談
国鉄時代から常磐線から九州への広域転属が行われている。科学万博輸送終了後余剰となった500番台の一部が九州に転属し、その塗装がJR九州の一般車両（電車・気動車）に影響を及ぼした。また、JR化後E531系投入で余剰となった500番台2本と1500番台1本がJR東日本からJR九州へ譲渡された。そのうちFk520は鹿児島で実に30年振りに仲間と再会し 活躍している
1500番台のうち、JR東日本になってから増備された車両は国鉄時代のような九州への広域転属がないためか50Hz専用車両となった（50Hz専用の651系と同じ主変圧器を使い、両周波数に対応していた補助回路を簡素化したため、トータルでは軽量化することも目的に入っている。国鉄時代のように厳密に系列を規定してしまうと、これらは403系であろう）。なお、JR九州に売却された車両は国鉄時代に製造された初期型である。
その他の「415系」
日本国内では415系というとこの記事で紹介されている近郊型電車を指す。というより、この系列の電車しかないのであるが、実は遠く離れた海外にも「415系」を名乗る電車が存在している。
ドイツ鉄道のICEに使用される振り子式電車「ICE-T」のうち5両編成がそれである。
