1993年から中央本線(中央東線)の特急「スーパーあずさ」を中心に使用されているE351系の老朽化による置き換えを目的に製造されるもので、2014年2月4日に量産先行車の新造が発表され、2017年12月23日から営業運転を開始した。 9両編成(基本編成)と3両編成(付属編成)で構成され、両者は主回路機器を中心に相違点が見られる。各節で述べる車両形式及び編成に関しては#形式・編成の項を参照。 総合車両製作所で量産先行車である基本編成のS101編成9両(4-12号車)と付属編成のS201編成3両(1-3号車)の計12両が製作され、2015年7月25日に出場した。 松本車両センターに配属され、中央本線・篠ノ井線の東京駅-塩尻駅-松本駅間を中心に大糸線松本駅-南小谷駅間、篠ノ井線・信越本線松本駅-長野駅間等にて性能評価や技術検証を行った後、量産車に反映されている。 外観デザインは「伝統の継承」・「未来への躍動」をコンセプトにしており、内装・外装ともにデザイン監修は奥山清行が担当した。 「鉄道友の会」の第58回(2018年)ローレル賞受賞車両である。