E1系は新幹線初のオール2階建て車両として1994年から1995年に6編成72両が製造されました。
車体は普通鋼製で、制御装置はJR東日本の新幹線で初めてVVVFインバータ制御が採用されました。
当初は仙台総合車両所に配置され東北新幹線を中心に運用されていましたが、E4系の増備に伴い1999年12月4日のダイヤ改正で東北新幹線での運用が消滅しました。
2003年から2006年にかけてリニューアルが行われ、車体塗装や座席などが変更されました。
E5系増備により2012年より廃車が始まり、2012年9月29日のダイヤ改正にて定期運用を離脱し、10月28日の団体列車をもって引退しました。