521系は北陸本線・湖西線輸送改善事業により2006年に登場しました。2006年投入の5編成は滋賀県と福井県が費用を負担しています。2009年からは419・457・471・475系を置き換えるためJR西日本負担で増備が再開し2次車が30編成、3次車が21編成、4次車が2編成製造されました。2019年度から2020年度には七尾線向けの100番台が15編成製造され、合計73編成146両となりました。
デザインは223系5000番台、構体設計は321系のものが流用されています。交直流装備は681・683系と同様に付随車床下に装備する方式を採用しています。E01-E05編成にはATS-Pが装備されており、湖西線への入線が可能となっています。2013年に増備されたJ編成(3次車)は225系ベースの車体となっています。
2011年3月改正より、敦賀～金沢の普通列車はほぼ本系列で統一され、2012年3月からは日中の富山乗り入れを開始。2014年3月には3次車が投入され、富山まで乗り入れる列車が大幅に増えました。3次車投入に伴い敦賀のM編成が金沢へ転属し、G編成に編入されました。
2015年3月14日の改正で金沢～倶利伽羅がIRいしかわ鉄道へ、倶利伽羅～泊があいの風とやま鉄道に移管した事に伴い、IRいしかわ鉄道に5編成、あいの風とやま鉄道に16編成が譲渡されました。2024年3月16日の改正で敦賀～大聖寺がハピラインふくいへ、大聖寺～金沢がIRいしかわ鉄道に移管した事に伴い、ハピラインふくいに16編成、IRいしかわ鉄道に16編成が譲渡されました。