デビュー年：１９９５年(試作車） 最高速度：２７５km/h
使用列車：こまち、つばさ、やまびこ、はやて、なすの
運行区間：東北新幹線、秋田新幹線、山形新幹線
山形新幹線の成功を受けて、秋田にも在来線直通の新幹線・ミニ新幹線が開業することになった。秋田新幹線。列車名は
「こまち」である。それに使用されるのが、このＥ３系。秋田から、奥羽本線の一部と田沢湖線を使って盛岡より東北新幹線に乗り入れる。
ちなみに新幹線開業前、この秋田〜盛岡間には特急「たざわ」が走っていた。山形新幹線の「つばさ」は、元々上野〜福島〜山形の特急列車であったため、今回の新幹線の列車名も・・・と思ったところ、一般公募の結果「こまち」に選ばれてしまった。どうも「たざわ」は印象の薄い列車名だったようだ。今のところ「たざわ」の名は復活していない。
さて当初、Ｅ３系は５両編成が基本。ただし、好評のため現在は６両編成に増強（もっとも、元々その予定だったらしい）。ベースは４００系だが、新幹線での最高速度２７５ｋｍ／ｈになっているなど、相違点が多い。また、同時に開発されたＥ２系と設計を同じくする部分も多く、東北新幹線内ではＥ２系と併結運転を行う。
さらに、山形新幹線が山形から新庄に延長すると、Ｅ３系は増発用に増備された。こちらは山形新幹線用４００系に合わせるため、編成が７両編成だったり、また性能の一部を４００系に合わせる（最高速度は新幹線区間で２４０ｋｍ／ｈ）などしている。この車両はＥ３系１０００番台と区分され、現在３編成が存在。
そして２００８（平成１２）年１２月からは、山形新幹線４００系置き換え用としてＥ３系２０００番台が登場。１０００番台と異なり最高速度を２７５ｋｍ／ｈへ引き上げる、ライト形状の変更、フルカラーLEDの側面＆車内案内表示器を設置、一部座席への電源コンセント設置などが行われている。
なおＥ３系は、必ずしも「こまち」「つばさ」のみとして走るわけではなく、東北新幹線のみを「やまびこ」「なすの」として運用されることもある。乗車の際にはお間違いなきよう。
ちなみに秋田新幹線用のＥ３系は、初期に投入された車両のみ第三セクターの「秋田新幹線車両保有株式会社」が保有し、ＪＲ東日本が借り受ける形をとっている。
