１９５７（昭和３１）年、モハ９０系として登場。
　国鉄初の新性能通勤型電車で、１９５９年の形式称号規定改正により１０１系を名乗るようになり、総数１５３５両が製造された。次で紹介する姉妹版の１０３系と合わせると膨大な量の車両が日本を走ったことになる。

　ほぼ茶色一色の国鉄電車の印象を一新し、中央線はオレンジ色、山手線はカナリアイエロー（のちにウグイス色）など、路線ごとに明るいカラーを採用し、利用客を驚かせたのが特徴。このラインカラーは、特に首都圏では現在も新型車両に継承され、大きな影響を残したことになる。

　主に首都圏・関西圏を中心に大活躍したが、１０３系、及びその後継である２０１系・２０５系などに置き換えが進められ、ＪＲになって間もなくして主要路線からは全て撤退。それでも長らく、南武線の支線である尻手〜浜川崎においてワンマン運転対応に改造された２両編成×３本のみが活躍していたが、２００３年１２月１４日のさよなら運転をもって全車引退となった。

　現在、鉄道博物館に１０１系試作車両の生き残りであるクモハ１０１−９０２が保存されているほか、秩父鉄道に譲渡された３両編成１２本は１０００系として大活躍中。中間車のみ冷房がないという変わり種・・・。なお秩父鉄道１０００系は、２００７年から３編成がそれぞれ、オレンジ色、スカイブルー色、カナリアイエロー色、ウグイス色（関西線色）に塗られ、国鉄時代の１０１系を再現するというファンにはたまらない復刻塗装が施されている。

　ところで１０１系は、１０３系の低運転台型に似ているが、それよりも少しばかり運転台が低く、基本的には側面方向幕がないというのが、違いを見分けるポイントである。