キハ261系気動車（キハ261けいきどうしゃ）は、北海道旅客鉄道（JR北海道）が導入した特急形気動車である。
概要 本系列は大まかに、当初製造された0番台、その改良型である1000番台、1000番台をベースにした観光・波動輸送対応車5000番台の3つのグループ（番台区分）がある。
0番台は「地方幹線区用の特急車両」として、宗谷本線の特急列車に用いるために1998年（平成10年）に開発・導入を開始し、2001年（平成13年）で増備を終了した。
1000番台は、0番台から大幅な仕様変更を行い、2006年（平成18年）から2009年（平成21年）にかけ石勝線・根室本線向けに投入したのち、2013年（平成25年）から2022年（令和4年）にかけ、北海道内各地の主要都市間特急列車向けに大量増備された。
5000番台は、1000番台を基本とした波動輸送用車両（多目的特急車両）として2020年（令和2年）から翌年にかけ導入された。
2022年（令和4年）の1000番台増備終了時点で系列全体の在籍数は178両に達し、以降JRグループ旅客6社の特急形気動車としては最大の両数を維持している。
以下、本記事では番台ごとに記述する。 0番台
1998年（平成10年）から2001年（平成13年）にかけて富士重工業で全14両が製造されたグループである。
製作・増備の経緯（0番台）
JR北海道は発足初期から軌道等の改良による最高速度向上による札幌と道内各都市間の輸送高速化を戦略として掲げ、非電化区間が介在する函館方面（函館本線・室蘭本線・千歳線）、帯広・釧路方面（石勝線・根室本線）については、設備改良に併せて、曲線高速通過時の遠心力を緩和する制御付自然振子式車体傾斜装置を搭載した車両（以下、制御付自然振子車）であるキハ281系・キハ283系気動車を開発・投入し、特急列車の大幅な速達化を実現した。
しかし、この方式での車体傾斜は複雑な台車構造などに起因する保守費用増大という課題があり、この解決策としてJR北海道では川崎重工業が開発した、台車左右の空気ばねの片方の内圧を高めて強制的に車体を傾斜させる方式を、1995年（平成7年）度からキハ150-110を用いた現車試験を行った後、1997年（平成9年）から札幌圏向け通勤型気動車のキハ201系で採用し、営業に投入した。この方式は曲線通過性能こそ制御付自然振子車に劣るものの、車体・台車の構造に大きな変更を伴わず費用対効果に優れていた。
そのような中で、道内優等列車運転線区では最後まで急行列車のみの運転となっていた名寄・稚内方面（宗谷本線）についても、1997年（平成9年）10月に、JR北海道と北海道ほか沿線自治体が出資して発足した第三セクター「北海道高速鉄道開発（以下、道高速）」を事業主体として、旭川駅 - 名寄駅間を設備改良により線区最高速度130km/hとし、併せて既に高速化を完了していた函館本線（札幌駅 - 旭川駅間）と直通する特急列車用車両の導入を行う、「宗谷線高速化事業」が着手されることとなった。
うち車両については道高速がJR北海道に委託する形で開発されることとなったが、投入される車両には宗谷本線の厳しい気象条件・線路条件への対応に加え、非常に低い輸送密度を踏まえて、高い費用対効果が要求された。
以上を踏まえて宗谷線高速化事業では、キハ201系を基本とした強制車体傾斜方式の特急型気動車を新規に開発・投入することとなり、宗谷線高速化事業スタート2か月後の1997年（平成9年）12月にJR北海道社内でキハ283系開発チームメンバー、731系・キハ201系開発チームメンバーからなるプロジェクトチームが発足し、本系列は開発された。
本系列は1998年（平成10年）12月に試作車が落成し、走行試験ののち、高速化工事完了後の2000年（平成12年）3月11日ダイヤ改正で札幌駅 - 稚内駅間の特急「スーパー宗谷」として営業運転を開始した。2017年（平成29年）3月4日ダイヤ改正以降は、宗谷本線の特急再編に伴い「宗谷」「サロベツ」として引き続き稚内方面の特急列車で運用されている。
宗谷線高速化事業における車両（12両）の事業費用は21億円（2016年公表値）であったが、このうち車両の購入については沿線自治体が約1/3にあたる6.4億円を負担し、JR北海道も同額を自己資金から負担、残りは政策金融機関からの借入で調達した。自治体からの助成を受ける関係で、初期投入分の12両については道高速が車両を保有し、JR北海道は同社から車両の有償リースを受けて運行を行っている。
仕様（0番台） 特記ない限り試作車登場時の仕様を述べる。キハ281・283系比で15〜20 %の製造コスト低減を目指し、基となったキハ201系と床下機器や制御はほぼ同等とした。内外装デザインは、1990年（平成2年）10月からJR北海道と姉妹鉄道として提携関係にあったデンマーク国鉄 (以下、DSB) との7か月に亘る共同作業で作成された。これは両社の鉄道車両における共同制作第1号である。
外装（0番台）
軽量構造のステンレス製構体（ビード付きのヘアライン仕上げ）であるが、前頭部のみ普通鋼製である。車体断面は、車体傾斜時でも建築限界内に収まるよう客室窓下辺から上方が台形状に窄まる。
前頭部はキハ281・283系同様、前面に貫通扉を設けた高運転台式として、下部に踏切事故などに備えた衝撃吸収構造を採用した。スカートにはキハ201系の排雪機能とキハ283系のエゾシカ衝撃対策が反映された。前照灯は正面下位の左右にHID灯とシールドビーム灯を各1灯設けたほか、運転台直上にもHID灯2灯の全6灯を設けた。尾灯は運転台の風防内部に左右各1灯を設置する。正面貫通扉上にはEL板による愛称表示器が設置された。先頭部の幌は731系電車・キハ201系気動車と同様の自動幌装置を採用した。
客用扉は引き戸式を採用し、戸袋への氷雪の侵入・凍結による開閉不良防止のため、ドアレールのヒーターに加え「押さえシリンダー式ドア」を採用して気密性を高めた。扉配置は先頭車が片側2ヶ所、中間車が片側1ヶ所であり、幅は基本的に900 mmであるが、先頭車の前位寄りはキハ281・283系同様、乗務員室扉と兼用し、幅700 mmとした。また、低床ホームに対応するステップを装備する。
外部塗色は「ブロックパターンデザイン」を従来車から踏襲し、客用扉の窓周辺にアクセントカラーの黄色を入れた。
側面の行先表示器は幕式を採用し、行き先と種別・列車名を表示する。号車と座席種別は別途客用扉付近に札を差して表示する。
機器類（0番台） thumb|240px|キハ260形（100番台）のN-DT261形台車（2007年10月、札幌駅）
後述するように将来の785系電車との総括制御が見込まれたことから、各部はそれを見込んだ設計とした。
駆動機関には直噴式のN-DMF13HZH形ディーゼルエンジン（定格出力 460 PS / 2,100 rpm、ターボチャージャー付）に自冷式変速1段・直結4段、パワーオン制御付きの N-DW16A形液体変速機が採用された。通勤車両のように大幅な定員変動がないことや、価格抑制と重量軽減の観点から、キハ201系のN-DMF13HZE形から出力を10 PS向上させる代わりにM1車は1基、他車両は2基搭載とされた。これにより基本の4両編成での定格出力はに達する。変直切替は車両ごとに自動制御される。なお、推進軸は電車併結時の接地の関係からキハ201系気動車で用いられた絶縁型推進軸を用いている。
台車はキハ201系（N-DT201形）を基本とした軸梁式ボルスタレス台車（ヨーダンパ付き）で、動台車がN-DT261形、付随台車がN-TR261形と呼称する。低重心化のため新製時車輪径はキハ283系・キハ201系などと同様810 mm とした。
これにより停止状態から60 km/hまでの加速性能は約2.2 km/h/s、最高速度の130 km/hまでの加速性能は約1.2 km/h/sと電車特急とほぼ同等の走行性能を確保した。
ブレーキ装置は電気指令式空気ブレーキで、機関ブレーキと排気ブレーキを併用する。基礎ブレーキ装置は苗穂工場製の特殊鋳鉄制輪子を用いた両抱き式踏面ブレーキで、これと各軸ごとの滑走・再粘着制御により、氷結レール面においても130 km/h から十分な余裕をもって600 m 以内での停止が可能であり、実際の試験では非常制動を130km/hで8‰勾配を走行中に扱い、最大でも約544 m で停止した。
空気圧縮機は車体傾斜の応答性向上・1エンジン車が含まれることを考慮し、気動車では初めてC1000形（C1000H）を採用し、エンジンと直結させた。
また、発電装置・機関冷却装置を駆動する補器駆動装置は検修省力化・安全性向上を狙い、従来のベルト駆動から油圧駆動とした。
冷房装置は各車屋根上にキハ201系と同様の温風暖房機能も搭載した集中式のN-AU201形（30,000 kcal/h）を搭載した。
連結器は後述するユニット間のみ半永久連結器、そのほかは密着連結器とした。
このほか、キハ201系で乗降人員測定に用いていたシステムを応用し、臨時に融雪作業を行うかどうかを判断するために着雪量の監視を行うシステムを搭載した。
車体傾斜装置（0番台） + 基本通過速度および他形式と比較した曲線通過速度曲線半径（m）150≦R<200200≦R<250250≦R<300300≦R<350350≦R<400400≦R<450450≦R<500500≦R<600600≦R<700700≦R<800800≦R<10001000≦R基本通過速度（km/h）45506065707580859095100105キハ183系0＋10キハ261系（車体傾斜使用停止後）785系（電車） +15 +20 +25789系1000番台（電車） +10 +15 キハ261系（車体傾斜使用） +15 +20 +25キハ281・283系（制御付振子車） +20 +25 +30 +走行試験における左右定常加速度（αx）と曲線通過速度（km/h）の関係曲線半径カント （mm）曲線通過速度本則制御なし制御ありαx=0.78 m/s2 となる速度本則 超過分αx=0.78 m/s2
となる速度本則 超過分制御なし との差1R=600 mC=10590113.023.0125.335.312.32R=870 mC=60100117.717.7134.534.516.83R=250 mC=1056073.013.080.920.97.94R=315 mC=906578.413.487.622.69.25R=436 mC=807589.414.4100.525.511.16R=580 mC=7585101.416.4114.529.513.1 前述のように空気ばねを用いた強制車体傾斜装置（川崎重工業開発）を搭載する。制御・動作については以下の通り。
曲線検知は、キハ281・283系が用いているマップ式ではなくセンサ式とし、車上での曲線データの保有や地上設備を不要とした。
曲線に差し掛かると、先頭車両に搭載したジャイロセンサー（角速度センサー）により車体のヨーイング角速度と走行速度を検知する。 制御装置では、検知されたヨーイング角速度と走行速度から曲線の方向・角度を求め、加えて内蔵された加速度センサーから左右加速度を求め、傾斜角度を決定。 傾斜に当たっては、各車両に2基ずつ搭載された車体傾斜電磁弁により、台車外軌側の台車枕ばね（空気ばね）内圧を高め、車体を傾斜させる（通常2度、最大3度）。 目標の傾斜角度が実現したかは、高さ調整弁に内蔵された車高センサーで検知。 各車両は先頭車両で検知された情報を引き通し線で受信し、先頭車両から自車までの距離および走行速度を考慮し、曲線通過前に台車を車体に対して平行にする制御を実施した上で車体を傾斜。これにより遠心力による外軌側空気ばねの一時的つぶれによる車体上昇遅れ・傾斜自体のタイムラグを補償する。別途先頭車両は一定以上の速度で常に台車を車体に対して平行にする制御（車高連続制御）を実施。
キハ201系のものから元空気溜圧向上、配管径拡大、電磁弁容量向上による応答性向上、などが行われ、キハ201系比で2倍の空気ばね伸縮速度（30 mm/sec 以上）が確保され、ほとんどの曲線において緩和曲線通過中に目標傾斜角2°まで傾斜可能となり、許容カント不足量を90 mm以上（キハ201系比で10 - 15 %引き上げ）とした。
曲線通過速度は表の通り。車体傾斜使用時には左右定常加速度が目安値の0.78 m/s2 となる速度が、制御なしの場合と比べ約8 - 15 km/h 向上し、本則を15 - 25 km/h上回る速度での曲線通過を可能とした。2014年（平成26年）8月30日ダイヤ改正での車体傾斜制御停止後は表の通り本則 +10 km/h で運用されるが、試験走行では車体傾斜を使用しない場合の曲線通過性能について「183系、785系などの従来車両より良い結果を得た」とされた。
車内設備・内装（0番台） 車内設備は機能性を最優先に「特急車両としてグレードをできるだけ上げ」つつ、共通化によるコスト低減を図り、荷物棚やグリーン座席にキハ281系の設計を流用した。
客室（0番台）
Mcs車の稚内方半室をグリーン客室としたほかは普通客室で構成され、座席はいずれもフリーストップ式のリクライニングシートである。
グリーン客室の座席はキハ281系（新造時）のものを基本にバックレストの形状を変えたもので、ヘッドレスト・アームレスト・フットレスト、折り畳み式インアームテーブルも踏襲したが、表地に青色の牛革、肘掛に難燃加工を施した白木を用いた。配置もキハ281・283系と同様の横1+2列（ピッチ1,145 mm）である。また窓側席窓下にはパソコン用コンセントを設けた。客室窓は座席ごとに設け、ロール式のカーテンを装備する。天井の配色は全面深い青とした。
普通客室の座席は横2+2列・ピッチ960 mmの配置で、テーブルは座席背面に設けたが、進行方向最前列の座席については妻壁に設けられたテーブルを用いる。座席モケットはDSBの提案から車両ごとに色調を赤・緑・青のいずれかで統一した（後述）。客室窓は2列で1枚を共用し、中央に縦棧を設け、列ごとにロール式カーテンを装備する。天井は中央部のみ青、そのほかは白色である。
照明はグリーン客室・普通客室とも、明暗を強調し、親しみのある雰囲気を作り出す狙いから、スリット入りの照明カバーに格納した蛍光灯と、ハロゲンランプによるダウンライトを交互に設置する。ただし、グリーン客室は温かみを持たせるため蛍光灯を電球色とし、荷物棚下には読書灯を装備する違いがある。デッキ部でもダウンライトを用い「暗いホームから暖かい色で迎える」狙いから、あえて蛍光灯ではなく白熱灯とした。
床の敷物はDSBがデザインした「バンブー・リーブス」と称する笹の葉文様をあしらい、空間を広く見せるため、斜めの菱型文様とした。材質はグリーン客室がウールを用いた絨毯、普通客室はポリ塩化ビニル製である。
室内の内妻仕切り壁は「北海道の自然を車内に取り入れる」狙いからアルミ板に天然木の突板を張ったものを用いた。鴨居部には妻壁上部と一体化したLEDランニング方式の車内案内表示装置を設け、停車駅・設備案内のほかFM文字多重放送を実施した。仕切扉はタッチセンサー式の自動扉である。
客室デザインのうち、客室天井照明や妻壁上部と一体化した情報表示装置は、DSBがインターシティに用いるMF型気動車（IC3）やコペンハーゲン近郊の通勤列車S-Togに用いるLitraSA・SE（SA・SE系）電車のデザインを範とした。
その他設備（0番台） サムネイル|キハ260-102（写真左）の簡易運転台（車掌室）部分の外観。 サムネイル|211x211px|キロハ261-201の喫煙スペース（現在はフリースペースとして運用）。 運転台は左手操作式ワンハンドルマスコンを採用する。機器配置はキハ283系を基本とし、表示灯・スイッチ類の配置はキハ201系を踏襲した。タッチパネル式のモニタ装置も搭載し、各車両の機器状態を常時監視し、故障発生時の項目名・処置の表示や、故障データの記録を行う。また、空調や室内灯の制御も画面から可能であり、列車番号の入力により側面表示器・自動放送・車内表示器を自動で設定することができる。また、当初は将来の785系電車との総括制御が検討されていたため、運転台には電車併結時に必要なスイッチ類（VCBスイッチ、パンタグラフ降下スイッチ、編成切り替えスイッチ）の準備工事が行われている。
先頭部の前面貫通扉と出入台との間は、キハ281・283系と同様、当初増結時以外も通路として乗客に開放した2010年（平成22年）1月29日に函館本線で発生した踏切事故を受け、同様の事故が発生した場合を勘案して同年5月1日以降貫通路を乗客に開放していた車両の先頭部について一般客を立入禁止とした。。
また、正規の運転台のほかに、M1車車掌室・M2車電話室には車両基地等での入換時に用いる簡易運転台が格納されており、妻面には前照灯が備えられている。
便洗面所は各中間車に真空式の共用洋式便所を設け、うち、M1車のものは移動制約者対応とした。
Msc車の普通室とグリーン室の中間には業務用室、業務用扉のある車販準備室（カウンター付き）を備え、向かいには喫煙スペースが設置された。
各車両の客用扉にはJR北海道の特急型では初めてドアチャイムを装備した。
編成・形式（0番台） 以下、方面を示す場合、札幌駅在姿を基準とする（他番台についても同様）。また、以下に示す諸元は新製時点でのものである。
同番号の先頭車 + 中間車（簡易運転台付）の2両でユニットを構成しており、札幌方先頭車を含むユニットと稚内方先頭車を含むユニットを組み合わせた4両が基本組成となる。増結はいずれかのユニットを基本組成の前後に連結することで行われる。
量産車登場後に編成番号がユニット単位で付番され、記号「SE（=Soya Express）」を冠し「SE-xxx（車両番）号」と表す。以下、文中でM1車を含むユニットを「SE-100番台ユニット」、M2車を含むユニットを「SE-200番台ユニット」と表記するが、これは本項における便宜上のものである。
SE-100番台ユニット (101 - 104)
基本組成の小樽方に使用。以下の車両番号が100番台の2両で構成される。 キハ261形100番台 (Mc) 小樽方の先頭となる普通車（定員56名）。自重43.8 t。座席は青色。先頭部の貫通路には自動幌装置を装備する。 キハ260形100番台 (M1) 普通車（定員51名）。自重39.2 t。座席は緑色。小樽方車端部に移動制約者対応の洗面所一体型洋式トイレと喫煙スペース（量産車から。現在は撤去）を設け、客室に車椅子対応座席を1席設けた。稚内方の車端部には簡易運転台付の車掌室と飲料自動販売機の設置用スペースを設け、車掌室の向かい側は開放式の車掌台とした。駆動機関は編成中この車両のみ1基搭載である。
SE-200番台ユニット (201 - 203)
基本組成の稚内方に使用。以下の車両番号が200番台の2両で構成される。 キハ260形200番台 (M2) 普通車（定員60名）。自重43.3 t。座席は赤色。稚内方の車端部に洋式トイレ・洗面所を備える。 小樽方の車両端部には簡易運転台つきの電話室を設けた。 キロハ261形200番台 (Mcs) 稚内方の先頭となるグリーン客室（9席）と普通客室（28席）の合造車（定員37名）。自重44.8 t。普通客室の座席は青色。 普通客室とグリーン客室の中間には業務用室、カウンター付きの車販準備室、喫煙スペース（禁煙化後はフリースペース）を備える。
改造・仕様変更（0番台） 量産車での変更・追加点 サムネイル|量産車登場時に設定された先頭部ロゴサムネイル|211x211px|キハ260-104のデッキ通路。禁煙化まで喫煙スペースとして運用された。試作車での試験結果等を受け、量産車では先述したほか以下の点を変更した。試作車については極力仕様を同等とするため、1999年（平成11年）10月中旬から11月末にかけて量産化改造工事を実施した。
前頭部側面に"Tilt261 Active Air Suspension System " のロゴマークを配置。 普通車客室妻壁テーブル下のマガジンラックの形状を変更。グリーン車にも妻壁テーブルを設置。 客室内に広告枠を新設。 客室内外の状況が相互にわかるよう、デッキと客室を隔てる仕切り戸のガラスを全面曇りガラスから透明ガラスとフィルムによる処理に変更。 妻壁の木目化粧板をシカモアからハードメイプルに変更、汚損防止のため透明フィルム貼り付け。 床材のひし形模様の明暗を強調。 客室窓ロールカーテンの弛み・窓枠との隙間防止のため幅を拡大。 ダウンライトの照度を変更（60 W→40 W）。これに伴い電源電圧を24 Vから20 Vに変更。 天井が暗く見えたため、天井FRPのスリットの形状を変更。 M1車トイレ脇の通路に喫煙コーナー（電子式エアクリーナー設置）を新設。車掌室腰掛の配置・構造を変更。 M2車便所のベビーベッドを拡大。 出入り台に、足元すべりを防止するくつずりを設置。 各出入り台のステップを車両限界内で30 mm 拡大。 運転室の室温上昇防止のため、前面ガラスにUVコーティング。 試作車の冷房装置はキハ201系と同様のN-AU201形を搭載したが、量産車では各部屋ごとに室内温度を制御できるN-AU201A形を開発。 台車について、押圧低減のため軸箱支持ゴムのばね定数を見直し。着氷雪によるブレーキ不緩解防止のためブレーキ装置の水平てこに雪切り（ナイフエッジ）等を追加。 駆動装置の水温継電器・変速機の湯温継電器をセンスビーからサーミスタに変更。 床下の燃料・潤滑油フィルター・温調弁に氷塊による破損を防止するカバーを設置。 変直切替は各車ごとの制御としていたが、クラッチ投入時の衝撃防止のため1エンジン車を含むSE-1xxユニットについては編成内2車で同期制御を実施。加えてクラッチ投入時に各車両個別の燃料制御を実施して前後動揺を低減。 予備車が僅少（登場時3編成12両）であるため、異常時に備え、各先頭車に方向転換対応の準備工事の施行。
側窓強化改造 1999年（平成11年）12月に北海道内の特急列車でバラスト飛散による乗客負傷事故が発生したことを受け、2000年（平成12年）度より本番台を含む120 km/h以上の速度で走行する列車に対し、客室窓の複層ガラス外側に厚さ8 mm のポリカーボネート製の透明保護板を追設する改造が行われた。本番台についてはこの時点で落成していたSE-101 - 103、SE-201 - 203の各ユニットに対して実施された。
増備車（SE-104編成） 当初増結運用時の予備車がない状態であったが、2001年（平成13年）10月11日付で小樽方ユニット2両（SE-104ユニット）を増備し、同年11月1日から営業運転に投入した。この編成のみJR北海道の自社保有であり、内装面では座席への手すり設置、肘かけの大型化、など細部仕様に差異がある。機器面では補機駆動装置へ定速回転装置が設置された。
この投入以降、0番台の増備は行われておらず、後年の予備車の不足、5000番台製造の遠因となっている。
喫煙スペース灰皿撤去 2006年（平成18年）3月18日の道内特急全面禁煙化に伴い、Mcs車・M1車の喫煙スペースについては、灰皿を撤去しフリースペースとした。
公衆電話撤去 M2車電話室のカード式公衆電話は、2009年（平成21年）10月1日以降使用停止となり、撤去された。
ATS-DN設置工事（0番台） 道内主要線区でのATS-DN設置に伴い、2011年（平成23年）度から翌年度にかけ先頭車に設置された。
腰掛更新 2012年（平成24年）度に普通車の背ずり・座布団についてモケット・ウレタンの取替が行われている。
車体傾斜装置使用取りやめ サムネイル|「HET261」に変更されたキハ261系0番台の先頭部ロゴ2014年（平成26年）8月30日ダイヤ改正をもって、軌道や車両への負担軽減、機器トラブルの防止を目的として、本系列の車体傾斜装置の使用を取りやめた。その後、先頭車ロゴについては"HET 261 Hokkaido Express Train"に順次変更されている。
重要機器取替工事（0番台） サムネイル|重要機器取替工事後のSE-201編成使用の特急「宗谷」（2022年6月20日 函館本線納内駅 - 近文駅間） JR北海道では2011年（平成23年）に発生した石勝線特急列車脱線火災事故以降、車両ライフサイクルを体系化しながらの車両計画を実施しており、経年16年・走行距離300万kmを超えた車両を重要機器取替工事時期とした。0番台については2016年（平成28年）度から2021年（令和3年）にかけ、機関・変速機等の動力関係機器類の取替が定期入場時に順次実施された。施工車には併せて、車体傾斜装置撤去、自動幌システム撤去、前照灯のLED化、側面方向幕のフルカラーLED化が実施されている。
なお、SE-102, 103, 201ユニットについては、同時に「5次車化改修工事」（後述）、SE-102, 103ユニットについては減速機支え装置の構造変更が行われた。
1000番台
2006年（平成18年）から2022年（令和4年）にかけ、数回の仕様変更を行いつつ断続的に製造が続けられたグループ。0番台との併結を考慮しない大幅な仕様変更が行われた。
以下、本項中では、における記述を参考に、本番台の発注区分を「次車」として表記する。
製作・増備の経緯（1000番台） 1997年（平成9年）の道東高速鉄道開発（道高速の前身）を主体とする石勝線・根室本線南千歳駅 - 釧路駅間高速化工事の完成に合わせ、JR北海道では制御付自然振子車のキハ283系を開発・投入した。
これにより札幌駅 - 帯広駅・釧路駅間の特急列車は、2001年（平成13年）7月1日ダイヤ改正までに昼行「おおぞら」全6往復と「とかち」6往復中2往復（いずれも運行本数は当時）が高速化された。
その後、2004年（平成16年）に入り「とかち」の全列車高速化と「（スーパー）おおぞら」の増発が検討されるにあたり、「とかち」に残存するキハ183系の置換は制御付自然振子車に比して費用対効果に優れるキハ261系を用いることとなり、本番台が開発・投入された。
2006年（平成18年）の先行製造車落成後、2007年（平成19年）10月1日、「スーパーとかち」として営業運転を開始した。2009年（平成21年）に一旦投入は終了したが、2013年（平成25年）からは車両増備や既存特急車両の老朽取替を名目として2022年（令和4年）まで新造投入が続けられた（後述）。
仕様（1000番台1・2次車登場時） 特記ない限り1・2次車登場時の仕様について述べる。床下機器配置などは0番台から踏襲しつつ、構体などは789系電車を基本とする。また、同時期に開発された789系1000番台電車との共通点も多くみられる。
1・2次車の製造は、車体構体と台車を川崎重工業から購入し、搭載機器や内装などの艤装作業は自社の苗穂工場において自社およびグループ会社が担当するノックダウン方式を採った。
外装（1000番台1・2次車登場時）
0番台同様、前頭部のみ普通鋼とした軽量ステンレス製構体であるが、789系0番台の仕様が基本である。このため0番台と比較して先頭車の車体長さが200 mm 長くなり、全車の車体高さも30 mm 低くなった。車体側面はビード加工を省略し表面を梨地仕上げとした。客用扉の配置・寸法・構造は0番台と同様である。
前頭部の意匠・灯火類配置は789系0番台とほぼ同一の貫通構造として貫通幌は設置せず、アダプタ付き中間幌の設置準備工事（ほろ掛金用穴等）に留めた。