1989年3月11日に片町線が全線電化されたが、その際開設された松井山手駅以西では7両での運転が可能だが、以東の各駅はホームが短く入線不可能だった。このため松井山手駅で京橋寄りの4両を切り離して木津寄りの3両を入線させる運用で対応した。更に1990年には木津駅乗り入れを4両に変更したので組成変更が行われた。
クモハ103形5000番台
クモハ103-48・モハ103-248・249・241・295・304・427・435・480・485・499・727・729・770・772・780→クモハ103-5001
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分割併合のスムーズ化のため、電気連結器と電気空気開閉器を搭載した区分。5001はクモハ103形が種車。他の15両はモハ103形を先頭車化して対応し、新番号の5004以外は古い順に振り直された。新設された運転台はクハ103形2500・2550番台と同じく1次改良型だが、5001を含め奥行きがやや広く運転台直後の戸袋窓は改造当初から無い。種車が多岐にわたるので全面以外は各車ごとに異なる。種車時代に非冷房だった5001-5003は改造時にWAU102形で冷房化された。
サハ102形5000番台
サハ103-385・277・280・281・286・290・320・323・366・383・386・390・416→サハ102-5001 - 5013
クモハ103形5000番台の連結相手としてサハ103形0番台から改造された。電連等を装備する際既存の床下機器と干渉するため方向転換されたために通常のサハ103形0番台と前後逆配置となって取り扱いが異なることから別形式となった。運用上松井山手駅に残されることから標識灯掛が設置され、運用範囲も狭いことから改造車もクモハ103形5000番台より3両少ない13両(4両編成自体3本と少ない)である。新番号の5001以外は古い順に振り直され、車両ごとに差異がある。編成変更でわずか1年足らずで改造の意義が失われ、装備撤去と車番-5000としたサハ102形0番台となった。方向転換は行われず側面幕の位置等サハ103形との外観の差異はその後も残った。
モハ102形5000番台
モハ102-395・450・459・590・635・638・640・654・882・884・2026・2028・2041→モハ102-5001 - 5013
組成変更に伴い新たにクモハ103形5000番台の連結相手としてモハ102形0番台から改造された。改造内容はサハ102形5000番台と同様だが、方向転換は行われていない。
サハ103形2500番台
モハ103-232 → サハ103-2501
組成変更に伴い新たにモハ103形0番台から改造された付随車でクハ103形2550番台から運転台設置を省いた形態である。当初4両編成だったサハ102形を木津直通に転用させたが、編成本数に対して3両足りず車両不足が生じた。2両は一般のサハ103形が転用されたが、残りの1両はユニット相手のモハ102-387がクハ103形2500番台に改造されて余剰となっていたモハ103-232を種車として改造した。同時にWAU102形での冷房化と延命N工事も施工された。