歷史
E3系早在1995年便誕生了，兩年後的1997年秋田新幹線開始正式使用新型的E3系動車組。在運行測試中確定了E3系的安全運營速度為275km/h。從1999年起到山形新幹線延伸至新莊站，E3系1000系番台開始在山形新幹線上運行，2008年至2009年製造的E3系2000番台用來取代原來在山形新幹線上運行的400系動車組，
E3系分別由製造川崎重工和東急車輛製造所製造，2002年以後的小町號列車（こまち）由川崎重工業製造，而翼號（つばさ）則由東急車輛製造。GK工業設計負責車輛標誌設計
E3系結構
概況
正面看E3系顯得很瘦雖然被稱為新幹線列車，但卻是按照在來線的標準設計的，車身長度為20000mm，車身寬度僅為2950mm，車身較窄，符合在來線的標準。E3系所採用的鋁合金車身比400系輕2 噸。
由於E3系的車體寬度是按照在來線站台設計的，所以E3系在停靠新幹線站台時有很大一條空隙，為了解決這個問題設計人員在門的下方增加了一個用於延長的踏板，這個踏板只有在停靠新幹線站台時才會打開。編組尾部的連線裝置可以與200系，E2系，E4系，E5系連線。除此之外E3系在車體旁增加了LED信息顯示板。
設備
踏板電源支持AC 50 Hz ·25,000 V（新幹線段）和AC 50 Hz·20,000 V（在來線段）。運行/制動方式是由可變電壓變頻控制（VVVF控制），E3系使用的元件是GTO晶閘管和IGBT。每兩輛電動車安裝一個主變壓器，主電動機由各電動車的主變換裝置驅動。每個主轉換器控制四個電動機。主電機採用E2系列的籠式三相異步電動機 MT207，輸出功率為300kW。轉向架為DT 207，TR 7005（伴隨卡車），和400系有部分相似。車輪直徑860 毫米，軸距 2250毫米，軸箱支撐系統為蘇敏丁型。傳動比3.04。
在制動系統上採用了負荷平衡器、滯後載荷控制器、調節制動器以及組合電指令型空氣制動器 。
MT207轉向架駕駛安全裝置為標準的（ATC-2 · DS-ATC），以及在來線特有的自動列車停止裝置（ATS-P）。每列標準編組都有兩個單臂受電弓（PS206），在新幹線部分使用兩個受電弓，但是在在來線段只使用一個。
11號車·E 311型為綠色車，其他車廂為普通車。與400系列不同的是，綠色車的座椅布局由2排+1排改為2排+2排。普通車廂的座位布置與綠色車廂一樣是2行+2列，但是座位間距不同。
普通車廂編組方式
0番台編組
東京/秋田方向← →大曲方向
| 11車 綠色車廂 指定位置 X禁菸 | 12車 普通 指定位置 X禁菸 | 13車 普通 指定位置 X禁菸 | 14車 普通 指定位置 X禁菸 | 15車 普通 指定位置 X禁菸 | 16車 普通 指定位置 X禁菸 |
1000、2000番台編組
東京← →山形、新莊
| 11車 綠色車廂 指定位置 X禁菸 | 12車 普通 指定位置 X禁菸 | 13車 普通 指定位置 X禁菸 | 14車 普通 指定位置 X禁菸 | 15車 普通 指定位置 X禁菸 | 16車 普通 自由位置 X禁菸 | 17車 普通 自由位置 X禁菸 |
番台區分
0番台
E3系R1編組 2003年攝於大宮站E3系0番台是秋田新幹線小町號專用的E3系列車，最初使用5輛編組（4M1T）。 1998年（平成10年）起，隨著附隨車E328型車輛登場，延長至6輛編組。 E3系列車於在來線區間的最高速度為130km/h，在新幹線區間的極速則可達275km/h。JR東日本擁有26列E3系0番台列車（共156輛，含先前向秋田新幹線車輛保有株式會社租借的列車），全部由秋田車輛中心管理。當初預定E3系列車只會以小町號和那須野號（なすの）的名義行駛，故E3系車身上原本有こまち和JR Akita Shinkansen的字樣。但實際上E3系列車除了行走秋田新幹線外，有時候會跟E2系、E5系列車並結，成為往來盛岡的疾風號（はやて）、山彥號（やまびこ）和那須野號列車。後來當E3系被安排在更多的東北新幹線山彥號和那須野號班次上服務時，JR東日本將部分列車車體的秋田新幹線的標識消除。
R1編組
E3系R1編組 2013年大宮站攝1995年製造的首列量產先行試製車輛，頭尾兩端的形狀較小，與400系相似；初期使用的集電弓是下部交叉菱形式，現時改為單臂式的集電弓；前照燈位於駕駛室上方，現時仍然在使用中；男尿廁洗手間的面積較小；當打開容納列車自動並結裝置的前頭部蓋子的話，看起來像「櫻桃小口」；裝置了DS-ATC；由秋田新幹線保有株式會社所擁有。
R2～R16編組
1997年通車時的量產車輛，出廠初期每列由5節車廂組成。量產車與原型車的差異，在前照燈的配置上由駕駛室上方改至下方，前照燈的形狀與及先頭部形狀也被改動。 1998年開始增加為6輛編組。裝置了DS-ATC。
R17編組
R17編組中的綠色車廂1998年的增備車輛。自本編組後以基本6輛編組登場。駕駛室前面雨刷為2支。裝置了DS-ATC。
R18～26編組
普通車廂2002年─2005年製造的增備車輛。車身外幌的材料由氨酯改為合成橡膠，並更換成擁有可移動座面的座位。牽引逆變器由GTO轉為IGBT。裝置了DS-ATC，駕駛室前面雨刷同樣為2支。
1000番台
E3系1000番台2003年大宮站攝E3系1000番台列車是1999年山形新幹線自山形站延伸至新莊站的部分開業時的增購車輛。列車編組跟400系一樣，為7輛編組（5M2T）。其中L53編組是在2005年才投入服務。1000番台列車的車身被塗上400系的車身顏色，同時被標上翼號（つばさ）的標誌，以統一山形新幹線的形象。現時JR東日本擁有3列E3系1000番台列車（L51-53編組，共21輛），均由山形車輛中心管理。
12-14號車內飾L51、52編組
該兩列車編組於1999年山形新幹線新莊段開業時製造。電氣裝置及雨刷都按照R17編組的標準配置，但內裝等其他部分則不相同。
L53編組
新踏板2005年製造的増備車輛。 VVVF逆變器控制裝置的單元改為IGBT，車門的門鈴設定也引用在該編組上。
2000番台
E3系2000番台L64編組2007年7月，JR東日本宣布自2008年12月起增備E3系以取代逐漸老舊的400系列車。新列車稱為2000番台，共製造12列7輛編組列車（編組編號：L61－72），合計84輛。現時列車均由山形車輛中心管理。在2008年12月20日時開始實施正式的營業運行，首班列車系由L61編組擔任翼112號自山形出發前往東京，隨後該編組擔任翼119號自東京折返出發前往新莊。
E3系2000番台車門指示燈與1000番台的不同點：
最高速度到275km/h,前照燈的形狀變更,第11、17號車廂配備全自動懸掛系統，第12—16號車廂配備半自動懸掛系統。頂部配備監控攝影設備。車內配備除菌離子的空氣清淨機和大型全色LED車內資訊表示器。綠色車廂的全部座位和普通車廂的車窗邊、最前部、最後部座位設定了電源插座，而在座位前方設定的桌子尺寸則擴大為A4的尺寸，讓筆記型電腦能放置的區域擴大。這些內部的變更變得與N700系的內裝相近。自由席（第16、17號車廂）的座席間距擴大（910mm →980mm），這個變更使全體的定員數減少8名。自動體外心臟去顫器（AED）的設定變更為第13號車廂。 （0番台和1000番台設定在第12號車廂）與1000番台同樣，車門在開關時會響起門鈴；不過，2000番台在車門的扶手部分設定了車門開關時的黃色LED指示燈，在車門開關時會閃爍(如照片)。車身標語“四季感動的山形”（四季感動のやまがた）取消,擋風玻璃改變形狀,在每個座位安裝閱讀燈。
未來
山形新幹線的新E3在秋田新幹線的小町號中，為了對應了東北新幹線內的高速營運行駛，JR東日本計畫將從2013年3月開始投入E6系，並於2014年3月提高在東北新幹線的最高營運速度到320km/h的同時，全部取代秋田新幹線小町號所使用的E3系0番台。而部份被取代的E3系0番台列車，經改裝後會轉移到山形新幹線使用，其餘將會拆卸。 2014年3月14日的小町28號的秋田－東京班車為秋田新幹線E3系列車最後班次。這批E3系列後期生產的車部分改造後進入山形新幹線。前期生產車則報廢。 3月15日以後，秋田新幹線全部為E6系電車擔當運行，超級小町號取消。另外，服務于山形新幹線的E3系列車（包括0/1000/2000番台）預定於2014年春天起更改車身塗裝，新塗裝設計由奧山清行負責。全數15列編成預定於2016年完成更改車身塗裝工程。
周邊
在電車駕駛遊戲電車GO2!中，製作人員為了讚揚小町號的準時便為其製作了一首歌曲，歌名叫做LOVE特急こまち（LOVE特急小町號）
