1964年3月16日富士重工製の6-1次車で、昭和38年度第二次債務で小牛田機関区（陸羽東線・石巻線管理所）へ配属された。同一ロット514～516では516が同じく小牛田へ配置された。小牛田では東北本線の急行「陸中」、「たざわ」等で使用された。516とともにしばらくは東北北部を転々とし、1965年度には青森運転所へ、1966年度は盛岡客車区へ、1967年度には弘前機関区へ、そして1968年度には盛岡客車区へと転属した。いずれも516と同一行動であった。兄弟の516は1973年に冷房化され秋田へ転出したが、当車は非冷房のまま盛岡で国鉄末期まで使用された。東北新幹線開業に伴う「57-11改正」後は釜石線内のみとなった急行「陸中」や、田沢湖・釜石・山田・花輪線の普通列車で使用された。1985年より急行「陸中」にも冷房車が入るようになり、当車は専らローカル用となりそのままJR東日本へ継承された。JR化後は1988年4月に盛岡色へ変更となり、1990年10月には機関が新潟製DMF13HZへ換装された。引き続き盛岡周辺の山岳路線で使用されたが、東北本線系統の普通列車の701系電車化が進み運用数が減少し、当車は1995年9月18日付で廃車となった。

前面は、前面補強は国鉄時代の盛岡地区標準的な施工で、運転室側・助手席側ともにWP50対応の切り欠きがある。ワイパーは強化型のWP50に交換されており、それを避けるよう運転室窓下の手すり位置が大きく下がっているのは盛岡地区の特徴。正面窓上の通風口は助手席側のみ撤去された、JR東日本標準スタイル。放送用ジャンパ受栓は盛岡地区標準の、ステップ上部へ移設されている。テールライトは原型の内ばめ式のままである。正面窓上の小手すりに、盛岡・函館地区標準の警戒表示板がついている。
屋根上はほぼ原型のままである。
側面は、概ね原型であり、乗降ドア下部の小窓は鉄板で塞がれている。当地区では側面ほぼ中央部窓下にサボ差しが追設されている。JR東日本のエンジン換装車共通で、側面の機関冷却水給水口が埋められている。
床下では、複線用スノープロウを付けている。エンジンは、防火対策・車両更新の際に新潟鉄工製DMF13HZへ交換され、それに伴い機関予熱器が撤去されている。油タンクは原形のままである。

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