1994年7月に登場した日本初のオール2階建て新幹線電車です。
新幹線通勤の混雑緩和と繁忙期シーズンの着席サービスの向上と称して、自由席の2階席は、3人+3人掛けとなりました。
編成あたりの定員は1235名で、200系の同じく12両編成と比べて4割アップとなっています。
車体は普通鋼製で、編成重量は692.3tです。おそらく最後の普通鋼製新幹線電車となるでしょうから、
これ以上重量級の新幹線は現れないと思われます。
JR東日本の新幹線電車では初めてVVVFインバータ(GTO)が採用され、MT比は6M6Tとなりました。
M車の比率が低いためモータ(MT-204)の出力は410kWに増強されました。
2003年2月から2006年にかけて内外装のリニューアル工事が施工されます。
すべての編成が上越新幹線のみを走るようになったことから、新潟の「とき」にちなんで車体塗色は朱鷺をイメージさせるものに変更。
Maxのロゴにも「とき」のイラストが入りました。また座席も交換されました。(グリーン車はE2系1000番台のもの、普通車はE4系のもの)
2011年3月M1 - M6編成の12両編成6本(72両)が在籍しましたが、2014年から廃車が始まり、2012年12月 系列消滅しました。