小田急3100形NSE車は、3000形SE車の後継となるロマンスカーで1963年にデビューしました。11両連接の堂々たる固定編成でロマンスカーの地位を確固たるものとしました。(オールMなので形式はいずれもデハ3100形)
オーソドックスな抵抗制御(発電・抑速制動付)で、1C8Mとなっています。
モータは、110kW。中空軸平行カルダン駆動方式で、歯数比は3.95。
ブレーキは、SE車と同様HSC-D形電磁直通ブレーキです。
台車は、小田急では初の空気ばね付きでFS346B[電動車先頭台車]。住金製のミンデンドイツ式台車となりました。
冷暖房装置は、低重心化のため床下にヒートポンプ式を設置、1977から78年にかけては冷房装置の増設が行なわれています。
なお側面客用扉は各車両とも1箇所となっていますが、SE車と同様に手動式の内開き戸です。
1983年より床下機器の更新が開始され、車体も1988年にかけて更新修理された。
1996年6月に3121×11の編成から廃車が始まり、
1999年7月「ゆめ70」以外のNSE車が全て運用から外れたました。
「ゆめ70」も2000年4月「さよなら運転」を行い廃車となりました。