50系電車は、1934年（昭和9年）から1943年（昭和18年）にかけて日本国有鉄道の前身である鉄道省が木造電車の鋼体化改造により製造した、車体長17m級3扉ロングシートの旧形電車を便宜的に総称したものである。
具体的には、三等制御電動車のモハ50形（50001 - 50132）、三等制御車のクハ65形（65001 - 65221）、三等付随車のサハ75形（75001 - 75021）の3形式374両を指すが、趣旨がやや異なるが同じ鋼体化改造車であるモニ53形（モニ13形）の一部も本項で取扱う。
登場 1923年（大正12年）以降製造された木造電車（デハ63100系）は、若齢にもかかわらず、車体の弛緩が激しくなっていた。これは、それ以前の木造車よりも車体幅が広くて重量が大きく、構造上もデッキ（出入り台）を有さない構造であるため脆弱であったうえ、高速・高加減速を行なうようになり、車体に大きな負担がかかるようになったためであった。そこで、妻面を鉄骨で補強する計画が立てられたが、1932年（昭和7年）から1933年（昭和8年）にかけて実態調査が行なわれた結果、車体の弛緩は天井、出入口、窓柱など各部にわたっていることが判明し、1934年（昭和9年）に至って補強による木造車体の維持は断念し、台枠や電装品などを利用して鋼製車体を新製し、これに載せ換えることとした。
このような決断に至った背景について、『日本国有鉄道百年史』は次のように記している。 電機部品が総価格の50％を占めている。 台枠・台車・その他の部品をできるだけ再利用すれば、比較的わずかな経費で鋼体化できる。 欧米の実情調査から、直営工場（大井工場）の技術レベルが向上したこと。
構造 車体 種車となったのは、モハ10形、クハ15形、クハ17形、サロ18形、サハ25形、サハ26形などで台枠の長さが16mのものである。木造車の車体を台枠から外し、台枠以下の電気品や台車、座席の座布団、電灯、戸閉め装置などを旧車体から流用して、半鋼製の車体を新製したものである。木造車の台枠は鋼製車に比べて幅が狭いため、初期の車は両側の側枠に側板を支える張り出し部材を継ぎ足して拡幅し、後期の車は資材節約のため、台枠内側寄りに部材を継ぎ足すことで側枠部材本体を外側に拡幅した。車体は、当時の標準型であったモハ33形（40系の17m形）を基本とし、幅800mmの窓を車端部に2個、扉間に4個配するものであったが、種車の台枠の長さが16mしかなかったことから、モハ33形よりも車体長が200mm短く、その関係で最も車端寄りの窓1個は幅が700mmとされていた。
1934年から1943年（昭和18年）という長期にわたって実施された工事であることから、鋼板屋根や張上げ形の雨樋、通風器の配列、埋め込み式の前照灯など、並行して製作された新製車と同様な仕様の変遷があるが、前面に丸みを持たせたいわゆる「半流線型」や窓の上下の補強帯を廃したノーシル・ノーヘッダーの平滑な車体は採用されなかった（75021は例外）。
また、旧車体から流用した部品の関係で、車内灯や客用扉、貫通扉の形態、戸袋の方向など、車両ごとの個体差が大きかったのも本系列の特徴である。
木造車向け台枠に装備されていた補強用の床下トラスバーは、鋼製化当初はそのまま装備されており、この系列を大きく特徴づける外見であったが、後年の更新進展に伴い撤去されている。
主要機器 原則的に種車の機器を再整備の上で流用したが、一部は新製した。
台車 台車はいずれも球山形鋼を側梁に使用する軸距2,450mmの釣り合い梁式台車で、電動車は車輪径910mmのTR14(DT10)を、制御車は車輪径860mmのTR11を、それぞれ装着する。
主電動機 種車の機器を流用したため、MT7A（日立製作所RM-257）・MT9A（芝浦製作所SE-114）・MT10A（東洋電機製造TDK-502）・MT12A（メトロポリタン＝ヴィッカースA-1506）・MT13A（三菱電機MB-94A）・MT14A（奥村製作所MD-27）、と国産品と輸入品が混在する多種多様な100kW級電動機端子電圧675V時定格出力100kW/635rpm。が搭載された。
ただし、これらは戦時中の酷使による疲弊などもあって後に整理の対象となり、最終的にはこれらの中で最多を数えたMT7Aが一部に残った以外は、全て同級後継機種であるMT15B・MT15CMT15系は次世代鉄道省制式電車用電動機の設計コンペティションにおいて、これに参加したMT7・MT9・MT10・MT12 - MT14の試用結果を反映して電機メーカー各社と鉄道省の共同設計で開発された100kW級電動機である。なお、MT15Bは弱め界磁なし、MT15Cは70％の弱め界磁対応となっている。に交換されている。
制御器 制御器は電動車全車ともCS5電磁空気カム軸接触器式総括制御器が搭載されている。主幹制御器は鉄道省標準のMC1Aである。
ブレーキ 鉄道省標準のA動作弁に電磁給排弁を組み合わせたAE電磁自動空気ブレーキと手ブレーキを搭載する。車体床下にブレーキシリンダーを1基搭載し、前後に伸びたブレーキロッドで2台の台車の基礎ブレーキ装置を駆動する、車体シリンダー式を採用している。
台車の基礎ブレーキ装置は、いずれも車輪の前後からブレーキシューを踏面へ当てて締め付ける両抱き式となっている。
基本形式 本来の木造電車の鋼体化として製作されたのは、モハ50形、クハ65形、サハ75形の3形式である。1938年（昭和13年）には、木造二等車の鋼体化としてサロ76形が計画されたが、同年の京浜線二等車連結廃止によって計画のみに終わった。
太平洋戦争前に製作されたモニ53形については、火災によって焼損した大阪地区の木造モニ13形を鋼製車体で復旧したもので、東京地区の鋼体化とは趣旨が異なる。戦後に、老朽木造荷物車の更新として実施されたものが、本来の鋼体化といえるものである。
モハ50形 モハ50形は、本系列の基幹となる制御電動車で、1941年（昭和16年）までの8年間に132両が大井工場で製造された。種車は、すべて元デハ63100形のモハ10形である。側面窓配置はd1D4D4D2。
年度ごとの製作の状況は、次のとおりである。 1934年度 - 50001 - 50005（5両） 1935年度 - 50006 - 50010（5両） 1936年度 - 50011 - 50025（15両） 1937年度 - 50026 - 50055（30両） 1938年度 - 50057, 50060, 50065, 50068, 50069, 50073, 50076（7両） 1939年度 - 50056, 50058, 50059, 50061 - 50064, 50066, 50067, 50070 - 50072, 50074, 50075, 50077 - 50088, 50096（27両） 1940年度 - 50089 - 50094, 50097 - 50100, 50102, 50105, 50106, 50112, 50115（15両） 1941年度 - 50095, 50101, 50103, 50104, 50107 - 50111, 50113, 50114, 50116 - 50132（28両）
上記のうち、1934年度・1935年度製の全車と1941年度製の50116 - 50132の27両は、番号にかかわらず、運転台はすべて奇数（上り）向きで、その他は奇数偶数に応じた番号どおりの向きである。運転台は、1934年度・1935年度製の全車と1936年度製のうち50011 - 50018が半室（片隅）式、それ以外が全室式で、この変更にともなって運転台直後の窓配置が変わっている。屋根上の通風器は、1934年度 - 1936年度製の全車と1937年度製のうち50028, 50042, 50043, 50046, 50054の31両が半ガーランド形の2列配置、それ以外がガーランド形の3列配置である。屋根は、前記の通風器2列のもの全車と1940年度および1941年度製のうち50089, 50091, 50092, 50094, 50095, 50104, 50107, 50109 - 50111, 50113, 50114, 50116, 50117, 50119 - 50129, 50132の56両が布張り、それ以外が鋼板製である。鋼板屋根のもののうち、1939年度 - 1941年度製は張上げ形で雨樋が高い位置にあり、前照灯も埋め込み式である。
鋼体化前後の新旧番号対照は次のとおりである。 10125 → 50001 10126 → 50002 10129 → 50003 10132 → 50004 10139 → 50005 10033 → 50006 10085 → 50007 10089 → 50008 10119 → 50009 10095 → 50010 10050 → 50011 10134 → 50012 10106 → 50013 10079 → 50014 10093 → 50015 10096 → 50016 10127 → 50017 10185 → 50018 10047 → 50019 10069 → 50020 10179 → 50021 10186 → 50022 10183 → 50023 10097 → 50024 10135 → 50025 10138 → 50026 10137 → 50027 10140 → 50028 10143 → 50029 10146 → 50030 10157 → 50031 10180 → 50032 10181 → 5003310182 → 50034 10031 → 50035 10032 → 50036 10041 → 50037 10042 → 50038 10043 → 50039 10064 → 50040 10076 → 50041 10070 → 50042 10057 → 50043 10080 → 50044 10081 → 50045 10084 → 50046 10103 → 50047 10090 → 50048 10107 → 50049 10100 → 50050 10109 → 50051 10034 → 50052 10128 → 50053 10130 → 50054 10098 → 50055 10040 → 50056 10051 → 50057 10052 → 50058 10165 → 50059 10062 → 50060 10071 → 50061 10162 → 50062 10091 → 50063 10092 → 50064 10112 → 50065 10094 → 5006610154 → 50067 10152 → 50068 10161 → 50069 10170 → 50070 10141 → 50071 10136 → 50072 10142 → 50073 10036 → 50074 10045 → 50075 10108 → 50076 10133 → 50077 10164 → 50078 10158 → 50079 10072 → 50080 10078 → 50081 10159 → 50082 10046 → 50083 10074 → 50084 10077 → 50085 10067 → 50086 10065 → 50087 10035 → 50088 10073 → 50089 10044 → 50090 10163 → 50091 10086 → 50092 10061 → 50093 10048 → 50094 10063 → 50095 10056 → 50096 10049 → 50097 10068 → 50098 10053 → 5009910082 → 50100 10055 → 50101 10088 → 50102 10059 → 50103 10054 → 50104 10037 → 50105 10058 → 50106 10083 → 50107 10066 → 50108 10101 → 50109 10178 → 50110 10105 → 50111 10038 → 50112 10123 → 50113 10104 → 50114 10131 → 50115 10150 → 50116 10111 → 50117 10039 → 50118 10075 → 50119 10087 → 50120 10113 → 50121 10115 → 50122 10116 → 50123 10117 → 50124 10118 → 50125 10120 → 50126 10121 → 50127 10122 → 50128 10124 → 50129 10145 → 50130 10175 → 50131 10177 → 50132
クハ65形 クハ65形は、モハ50形と対になる制御車で、本系列中1943年までの10年間という最も長期にわたって製作された形式で、総数は221両である。種車は、広幅木造車のデハ63100系に属するクハ15形やクハ17形、サハ26形、サロ18形ばかりでなく、それ以前の系列である中幅木造車デハ33500系に属するサハ25形の一部に及んでいる。改造工場は、当初は大井工場のみであったが、1938年度製からは大宮工場が加わった。また、製作期間が戦中に及んでいるため、 座席半減車や63系電車の原型となる三段窓車、電装品の不足による付随車代用車などが出現しているのも、本形式の特徴である。
年度ごとの製作の状況は、次のとおりである。 1934年度（5両） 大井工場 - 65001 - 65005（5両） 1935年度（10両） 大井工場 - 65006 - 65015（10両） 1936年度（15両） 大井工場 - 65016 - 65030（15両） 1937年度（30両） 大井工場 - 65031 - 65044, 65046, 65048 - 65051, 65054, 65062, 65065, 65068（30両） 1938年度（5両） 大宮工場 - 65059, 65061, 65063, 65064, 65067（5両） 1939年度（38両） 大井工場 - 65045, 65047, 65052, 65053, 65055 - 65058, 65060, 65066, 65069 - 65075, 65077 - 65079, 65081, 65083, 65086, 65087, 65087, 65089, 65093 - 65098, 65100（32両） 大宮工場 - 65080, 65082, 65084, 65085, 65091, 65092（6両） 1940年度（36両） 大井工場 - 65099, 65101, 65103, 65110, 65112, 65115, 65116, 65119, 65125, 65126, 65131 - 65135, 65150（16両） 大宮工場 - 65076, 65088, 65102, 65104 - 65109, 65111, 65113, 65114, 65117, 65118, 65120 - 65124, 65157（20両） 1941年度（43両） 大井工場 - 65128 - 65130, 65136 - 65138, 65141 - 65149, 65151 - 65156, 65159, 65161, 65162, 65164, 65166, 65168 - 65173（32両） 大宮工場 - 65127, 65139, 65140, 65158, 65160, 65163, 65165, 65167, 65174, 65177, 65184（11両） 1942年度（46両） 大井工場 - 65178, 65179, 65181 - 65183, 65185 - 65190, 65193, 65195, 65196, 65200 - 65204, 65206, 65207, 65209 - 65211, 65213, 65214, 65216 - 65221（33両） 大宮工場 - 65175, 65176, 65180, 65191, 65192, 65194, 65197 - 65199, 65205, 65208, 65212, 65215（13両）
上記のうち、1934年度の5両は、番号にかかわらず、運転台はすべて奇数（上り）向きで、その他は奇数偶数に応じた番号どおりの向きである。運転台は、1934年度・1935年度製の全車と1936年度製のうち65016 - 65027の27両が半室式、それ以外が全室式で、この変更にともなって運転台直後の窓配置が変わっている。屋根上の通風器は、1934年度 - 1936年度製の全車と1937年度製のうち65034, 65037, 65043, 65050の31両が半ガーランド形の2列配置で片側5個のものと6個のものがあり、6個形は65028 - 65030, 65034, 65037, 65043, 65050の7両。それ以外がガーランド形の3列配置である。屋根は、前記の通風器2列のもの全車と1940年度 - 1942年度製のうち65088, 65102, 65110 - 65112, 65114, 65115, 65117 - 65119, 65121, 65126 - 65128, 65130, 65133, 65136 - 65149, 65151, 65152, 65154, 65158 - 65221の128両が布張り、それ以外が鋼板製である。鋼板屋根のもののうち、1939年度 - 1941年度製は張上げ形で雨樋が高い位置にあり、前照灯も埋め込み式である。
鋼体化前後の新旧番号対照は次のとおりである。 17001 → 65001 17002 → 65002 17005 → 65003 17007 → 65004 17008 → 65005 17041 → 65006 17045 → 65007 17048 → 65008 17050 → 65009 17051 → 65010 17053 → 65011 25051 → 65012 25117 → 65013 25121 → 65014 25126 → 65015 17004 → 65016 17039 → 65017 17044 → 65018 15014 → 65019 15020 → 65020 25064 → 65021 17028 → 65022 25112 → 65023 25125 → 65024 26121 → 65025 17037 → 65026 15023 → 65027 17046 → 65028 17049 → 65029 25101 → 65030 17042 → 65031 17052 → 65032 17054 → 65033 17056 → 65034 17043 → 65035 17006 → 65036 17009 → 65037 17010 → 65038 17017 → 65039 17014 → 65040 17016 → 65041 17018 → 65042 17093 → 65043 17020 → 65044 17026 → 6504517102 → 65046 17104 → 65047 17025 → 65048 17033 → 65049 17109 → 65050 17095 → 65051 17076 → 65052 17100 → 65053 17058 → 65054 17003 → 65055 17062 → 65056 17011 → 65057 17012 → 65058 17023 → 65059 17038 → 65060 17040 → 65061 17080 → 65062 17089 → 65063 17032 → 65064 17079 → 65065 17085 → 65066 17114 → 65067 17029 → 65068 17027 → 65069 17031 → 65070 17106 → 65071 25091 → 65072 25085 → 65073 25078 → 65074 25080 → 65075 17083 → 65076 25076 → 65077 25120 → 65078 25104 → 65079 18002 → 65080 18003 → 65081 18004 → 65082 18006 → 65083 18007 → 65084 18011 → 65085 18012 → 65086 18013 → 65087 17060 → 65088 18015 → 65089 18016 → 6509018017 → 65091 18018 → 65092 18019 → 65093 18020 → 65094 18021 → 65095 18022 → 65096 18023 → 65097 18024 → 65098 17034 → 65099 17030 → 65100 25094 → 65101 17078 → 65102 18014 → 65103 17081 → 65104 17021 → 65105 17082 → 65106 17047 → 65107 17065 → 65108 17013 → 65109 15016 → 65110 17015 → 65111 15018 → 65112 17019 → 65113 15028 → 65114 15025 → 65115 15034 → 65116 15029 → 65117 15024 → 65118 15031 → 65119 15026 → 65120 15017 → 65121 15030 → 65122 15021 → 65123 15032 → 65124 15013 → 65125 25092 → 65126 15027 → 65127 25123 → 65128 25119 → 65129 25077 → 65130 25082 → 65131 25095 → 65132 25088 → 65133 25118 → 65134 25115 → 6513525127 → 65136 25124 → 65137 25062 → 65138 25130 → 65139 25065 → 65140 25063 → 65141 25074 → 65142 25072 → 65143 25079 → 65144 25075 → 65145 25084 → 65146 25083 → 65147 25087 → 65148 25086 → 65149 25096 → 65150 25089 → 65151 18008 → 65152 18001 → 65153 18010 → 65154 18009 → 65155 25162 → 65156 17115 → 65157 17084 → 65158 25111 → 65159 17064 → 65160 25129 → 65161 25131 → 65162 25090 → 65163 25081 → 65164 25125 → 65165 25103 → 65166 25110 → 65167 25066 → 65168 25102 → 65169 25105 → 65170 25098 → 65171 25060 → 65172 25050 → 65173 25061 → 65174 25122 → 65175 25100 → 65176 25052 → 65177 25097 → 65178 25040 → 65179 25049 → 6518025048 → 65181 25155 → 65182 25106 → 65183 25057 → 65184 25054 → 65185 25037 → 65186 25030 → 65187 25070 → 65188 25160 → 65189 25071 → 65190 25163 → 65191 17057 → 65192 17098 → 65193 17061 → 65194 17077 → 65195 17097 → 65196 17069 → 65197 17092 → 65198 17116 → 65199 17094 → 65200 17108 → 65201 17112 → 65202 17111 → 65203 17088 → 65204 17070 → 65205 17055 → 65206 17068 → 65207 17090 → 65208 17067 → 65209 17066 → 65210 17063 → 65211 17059 → 65212 17073 → 65213 17071 → 65214 17091 → 65215 17099 → 65216 17101 → 65217 17105 → 65218 17107 → 65219 17110 → 65220 17103 → 65221
戸袋位置変更車と座席半減車 本系列は、木造車体から戸閉め装置を流用した関係で、中央扉の戸袋位置が左右非対称（運転席側は後、助士席側は前）となっているのが特徴である。しかし、1939年度 - 1941年度大井工場製の8両（65073, 65077, 65081, 65100, 65101, 65103, 65148, 65170）は、両側とも後に戸袋がある変型車であった。これは、流用した戸閉め装置の関係と思われる。
1941年度および1942年度大井工場製の一部は、当初から座席半減を実施した。65161, 65201, 65203, 65204, 65217の5両は標準タイプのまま、65103, 65148, 65170の3両は前述のように中央扉が両方とも後方に引かれるタイプ、65159, 65169, 65171, 65173, 65186, 65187, 65193, 65195, 65196, 65200, 65202, 65206, 65207, 65209, 65211, 65213, 65214, 65216, 65218 - 65221の22両は最後部の扉が前方に引かれる（標準タイプは後方に引かれる）タイプとして、それぞれ戸閉め装置部分を残して座席を装備しないまま落成している。
三段窓試作車 1942年度大井工場製のうち、65183, 65188, 65190の3両は、車内の通風改善のため、中段を固定し、上段・下段を戸錠付きの上昇窓とした、三段窓の試作車として落成した。この方式は1944年（昭和19年）度製のモハ63形において実用化され普及した。このうち、65188は戦災で喪われ、残った2両も戦後、通常の二段窓に改められた。
付随車代用車 戦時中に落成したものの一部は、電装品の不足から、運転台機器を装備しないまま落成し、付随車代用として運用された。該当車号は65159, 65167, 65171, 65175, 65176, 65180, 65184, 65191の8両である。多くは後に運転台機器を装備したが、65175は付随車代用のまま戦後まで使用された。
サハ75形 サハ75形は本系列の三等付随車で、1937年度から1938年度にかけて大宮工場で20両、1941年度に大井工場で1両の計21両が製作された。種車は、サハ26形およびサハ25形である。両数が少なく製作期間も短いため形態の変化はなく、大宮工場製の20両は、すべて鋼板屋根で雨樋高さは普通、通風器はガーランド形の3列配置である。1941年度製の1両は、両開き扉の試作車で、詳細は後述する。
年度ごとの製作の状況は、次のとおりである。 1937年度（15両） 大宮工場 - 75001 - 75015 1938年度（5両） 大宮工場 - 75016 - 75020 1941年度（1両） 大井工場 - 75021
鋼体化前後の新旧番号対照は次のとおりである 26118 → 75001 26119 → 75002 26120 → 75003