１９６８(昭和４３）年１０月より、１６５系などの急行型電車で運転されてきた通称”大垣夜行”の大幅なサービス改善を狙い、愛称を与えられた上で１９９６年３月改正で登場した列車。ＪＲ東海の特急車両３７３系を使用し、同系列でも最大の編成となる９両編成で運用される。

　下りの大垣行きは豊橋まで、上りの東京行きは全区間がそれぞれ全車指定席となっている（＊２００７年３月改正までは、下りの大垣行きは小田原まで、上りの東京行きは熱海まで全車指定席で、そこからは一部自由席だった）。

　なお、下りのムーンライトながらは、豊橋から始発列車の役割も負い、同駅からは全車自由席となる。また、名古屋では３両が分割されホームライナー豊橋、そして特急「伊那路」の運用に就くことになる。上りは全区間で９両編成で運転されている。

　２００７（平成１９）年３月改正から、上りムーンライトながらの東京駅の到着時刻が変更。それまでの上りの４時４２分から、５時５分となり、さすがに早すぎる到着時刻の修正が行われた。

　ちなみに、快速列車であるため、新幹線や寝台列車よりも料金が安く、もちろん青春１８切符でも乗車可能。そのため特に多客期には切符が入手困難になるほど人気が高く、多客期にはJR東日本の１８３系・１８９系特急型電車による「ムーンライトながら９１号・９２号」が増発運転されるほど。

　しかし閑散期での需要は思ったほどではなかったようで、２００９（平成２１）年３月改正で臨時列車化が行われ、３７３系は運用から撤退。ＪＲ東日本の１８３・１８９系による運転のみに切り替えられた。なお、３７３系運転による最終ダイヤは以下の通り。
　下り：東京（２３：１０）〜大垣（６：５５）／上り：大垣（２３：１９）〜東京（５：０５）