E501系は常磐線交流区間の輸送改善のために1995年?1997年に60両が製造されました。日本初の交直流通勤形電車です。基本設計は209系をベースとし、制御装置はシーメンス製のVVVFインバーターを採用しました。
以前は15両固定で上野⇔土浦で活躍していましたが、2007年3月改正で上野口はE531系に統一されたため、現在では土浦以北の常磐線・水戸線で活躍しています。これに合わせてトイレの設置や制御装置の更新(5両編成のみ)が行われました。