205系は1985年から1994年に1413両が製造されました。4扉20m級のステンレス車体を採用し、制御装置はコストダウンのため界磁添加励磁制御を採用しています。
量産先行車40両が山手線へ投入されたのち、0番台が1985年から1988年に山手線へ500両、1988年から1989年と1992年に横浜線へ176両、1989年から1990年に南武線へ96両、1989年に中央・総武緩行線に20両、1989年から1990年に埼京線へ230両、1989年から1990年に京浜東北線へ60両が投入されました。京葉・武蔵野線に投入された編成は前面デザインが変更され、1990年に京葉線へ120両、1991年に武蔵野線へ40両が投入されました。また相模線電化にあわせて500番台が1990年に52両製造されました。1990年から1991年には山手線へサハ204(6扉車)53両、1994年には横浜線へ26両が投入され、205系の増備は終了しました。
209系投入に伴い1995年に京浜東北線から撤退、E231系投入に伴い2002年に中央総武緩行線から、2005年に山手線から撤退しました。撤退した編成は各線に振り分けられ103系を置き換えました。転属に際しクハとモハが不足することから、中間車の先頭車化やVVVF化によるMT比改善等が行われました。武蔵野線へ転属した編成はVVVF化され5000番台となり、従来の6M2Tから4M4Tとなりました。南武支線へ転属した編成は1000番台に、鶴見線へ転属し先頭車化改造した編成は1100番台に、南武線へ転属し先頭車化改造した編成は1200番台に、川越・八高線へ転属した編成は3000番台に、仙石線へ転属した編成は3100番台となりました。
2008年度から余剰車の廃車が始まり、2010年度からは京葉線へのE233系投入に伴い編成単位での本格廃車が始まりました。一部は短編成化のうえ富士急行譲渡や、勾配線区向けに改造し600番台化したうえで宇都宮地区への転用が行われています。日光線では2013年3月16日から、宇都宮線では2013年8月24日から運用を開始しました。埼京線・横浜線・南武線・武蔵野線の一部車両はインドネシアへ譲渡されています。