1997年10月の北陸新幹線の長野開業に合わせて登場した。高崎−軽井沢間の急勾配が連続する区間を安定して走行するための各種装置が装備されている。また、電源の周波数が途中で変わることから50Hz／60Hz両方に対応できるようになっている。東北新幹線向けのE2系1000番台車両については、周波数は変わらないことから、これらの装置が省略されているほか、客席窓が大きいなど同じE2系でも外観に違いがある。なお、最高速度は東北新幹線・上越新幹線では275km/hだが、長野新幹線では260km/hにおさえられている。