1965年から京浜東北線にも進出したが、当時は基本編成と付属編成の分離が考慮されていた事と、下十条電車区と蒲田電車区では検修線が10両分無かったので3両と7両に分割して使う事となった。当時は京浜東北線が10両に対応していなかったので2+6の8両編成で暫定的に使用されていた。
2両と6両に分離する必要があったので奇数向きの先頭車にクモハ103形が設計され、反対側はクハ103形0番台が連結されていた。しかし、クモハ103と逆のクハ103は向きが偶数向きに固定されていたので両渡り式のクハ103形0番台ではジャンパ栓の納めと床下の配線を一部省略出来る事と両栓のジャンパ連結器を片栓にしてコストダウンが出来る事から1966年4月以降の10両編成対応車から偶数向きの片渡り式にしたクハ103形500番台に設計が変更された。
クハ103形0番台との相違点は以下の通り。
正面右下のジャンパ連結器納めが無い。
クハ103-617番以降の台車がディスクブレーキのTR212形。
陸前原ノ町区の一部車両はジャンパ栓が片栓から両栓に改造されている。