東武クハ101形電車
車体外観は当時新製されていたデハ10系に類似するが、旧台枠を流用した関係で妻面は平妻形状となり、全長は17,030mmと1,300mmほど短い。また、客用扉下部にステップを有するために一段下がった形状となっている当該部分および客用扉引き込み部分を除き、車体全周にわたって台枠が車体裾部より露出している点も異なる。ベンチレーターはデハ10系同様、おわん形を搭載し、屋根上左右にそれぞれ6個、計12個が二列配置されている。
西武101系電車
主電動機は701系用のものから大幅に出力アップした日立製作所製HS-836-Nrb・Prb（出力150 kW）または東洋電機製造製TDK-8010-A（出力150 kW）が、主制御器は日立製の電動カム軸式の抵抗制御器MMC-HTB20E（弱め界磁起動1段・直列12段・並列13段・弱め界磁5段・発電制動25段）が搭載された。一般的な抵抗制御としては進段数を多めに取り高加速性能を得ている。また、定格回転数を1,850 rpm（80 %界磁）と高く設定されたほか、最弱め界磁率が40 %から35 %に拡大され、高速域の性能も向上している。これらはM1、3車に搭載された。補助発電機としては電動発電機（MG）がM2、4車に搭載された。非冷房車は12 kVAのHG-534-Mrb型、冷房車および冷房改造車は150 kVAのMG117-S型、6両固定編成はMG114A-S型。一部の冷房改造車はブラシレスで140 kVAのHG-77445-01R型またはTDK-3350-A型を搭載する。またモハ218・220・222・224はMGの代わりに静止形インバータ（SIV）が搭載された。