581・583系は寝台電車として開発された。
交直両用の特急型車両で昼は座席車、夜は寝台車として昼夜効率の良い運用ができるように設計された。
581系は直流と交流60Hzに対応・583系は直流と交流50・60Hzの3電源に対応した。
昭和42年に581系が誕生、山陽・九州地区で運用を始めた。
昭和43年には3電源に対応した583系が登場、東北地区で運用を開始した。
西日本では関西~九州間の寝台列車を中心に、間合いで九州内と北陸本線の昼行列車で運用された。
東日本では東北本線・常磐線で運用された。
581・583系は幹線を走る花形車両として昼夜を問わず活躍した。
しかし新幹線の延伸や飛行機の大衆化によって夜行列車の需要は減少傾向となり、ダイヤ改正の度に夜行列車の運行本数は削減されていった。
設備面でも581・583系の3段寝台は新しく登場した2段寝台客車と比べて見劣りした。
昼行列車として運用時の座席も、当時特急車両では当たり前だった転換クロスシートと比べて4人向かい合わせの座席は嫌われた。
昼夜を問わず効率的な運用を組める半面、酷使されたために車両自体の老朽化も進んできた。
その為、昭和50年代後半から581・583系は活躍の場が徐々に減少傾向となっていった。