一畑電気鉄道時代
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1927年（昭和2年）の電化開業時に用意された車両はデハ1形5両で、翌1928年（昭和3年）にはクハ3形2両とクハ14形1両が増備され、さらに1929年（昭和4年）にはデハニ50形が2両増備されている。これらの車両は、当時としては最新鋭の電車を導入しており、都市部からの旅行者が「こんな田舎に最新鋭の電車が」と驚いたという逸話が残っている。1928年（昭和3年）にはデキ1形電気機関車を導入している。 その後の車両の増備は、新車導入ではなく他社から譲り受けた客車を制御車に改造することによって行われた。まず1934年（昭和9年）に大阪電気軌道（旧吉野鉄道）の客車2両を購入した上でクハ102・クハ103へ改造、その後1940年（昭和15年）には国鉄から客車を2両購入して制御車化、クハ109・クハ111として使用開始した。これとは別に、1942年（昭和17年）にはクハ14を電装の上デハ1形に編入している。戦後の1949年（昭和24年）にも国鉄から客車1両を譲受した上でクハ120として運用開始した。なお、1936年（昭和11年）にデキ1形は三河鉄道に譲渡された。 1951年（昭和26年）から1953年（昭和28年）にかけて、デハ1形とデハニ50形から合計4両を2扉クロスシート車のデハ20形に改造したほか、1953年（昭和28年）には国鉄の木造電車を2両譲受し、それぞれデハ31・クハ131として使用を開始した。このうち、デハ31については車体の鋼体化と共に荷物室を設置する改造を1955年（昭和30年）に行った上でデハニ31形に変更された。 1958年（昭和33年）からは西武鉄道からの車両譲受が多くなる。まず1957年（昭和32年）に同社から1両を購入してデハ10形デハ11として導入、1958年（昭和33年）から1959年（昭和34年）にかけては4両を譲受してクハ100形として導入、デハ20形と連結して運用を開始した。次いで、1960年（昭和35年）から1961年（昭和36年）にかけては西武鉄道から6両を2扉クロスシート車に改造した上で譲受、60系として使用された。また、1962年（昭和37年）5月にはデハ1形デハ7を制御車化した上でクハ111へ変更した。これらの車両導入と引き換えに、戦前から戦後間もない頃に導入された客車改造の制御車は淘汰された。なお、1957年（昭和32年）に購入したデハ11は1961年（昭和36年）に西武鉄道に譲渡されているほか、デハ7が制御車化されてクハ111となった。このほか、1960年（昭和35年）には近江鉄道からED22形電気機関車を譲受している。 1964年（昭和39年）になると、特急の増発のために西武鉄道から4両を2扉クロスシート車に改造した上で購入し、70系として運用された。また、1967年（昭和42年）にはデハニ50形のうち1両がデハ11形に改造された他、デハニ31形は1968年（昭和43年）に荷物室が撤去されてデハ31となった。 その後しばらくは、1973年（昭和48年）の貨物輸送廃止後にED22形電気機関車を弘南鉄道に譲渡した以外に車両の動きはなかったが、1981年（昭和56年）のくにびき国体を機に車両の近代化に着手した。このために西武鉄道から全金属製車体の車両を譲受し、80系として運用を開始したが、この時に置き換え対象となった車両の大半は開業当時からの車両ではなく1960年代に譲り受けた60系であった。これは、経済的な事情の他に、開業当時の車両の台枠が一体鋳造で製造されているため頑丈であるのに対して、西武鉄道から譲受した車両は部材を溶接して製造されていたため、継ぎ目からの傷みが進行しやすかったという事情があり、さらに自社発注車両を大事にする機運があったからであると推測されている。その後も西武鉄道からの車両譲り受けに伴い、60系やデハ11形などが淘汰された。しかし、識者からは合理化への努力と比較すると設備の更新については消極的ともみられていた。1990年代に入っても、1927年（昭和2年）に製造された手動扉の半鋼製車両が運用されていたのである。 1993年（平成5年）前後の欠損補助見直しに際して発表された経営改善計画では、車両も一新することになり、1994年（平成6年）から1998年（平成10年）までに京王電鉄と南海電気鉄道から冷房付きの車両を購入し、2100系・3000系・5000系として運用を開始した。これに伴い、イベント用や予備車となった車両を除いて釣りかけ駆動の車両はすべて淘汰された。 2010年代に入るとこれらの車両も製造後45から50年程度が経過し老朽化が目立ってきたため、2011年7月2日に在来車両の更新計画が立案された。当初の計画では2013年度から2020年度にかけてVVVFインバータ制御の中古車両を2両編成6本と1両編成6本の合計18両投入し、3000系8両全車と2100系・5000系10両の合計18両を置き換える予定となっていたが、置き換えに適した状態のよい中古車両が見つからず、改造費用も高く付くために、2012年秋に車両更新計画の修正版が発表された。具体的には、単行運転可能な新造車両を4両、譲渡車両を6両（2両編成3本）新規投入し、既存車両のうち8両（2両編成4本）は修繕して継続使用するというもので、同年11月16日に開催された一畑電車沿線地域対策協議会の臨時総会において、この車両更新計画の見直し案が承認されている。
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