2015年11月30日に山手線の新型車両としてデビュー。
車内はドア上の他にも網棚の上や妻面にもLCDモニターを設置し、中吊り広告を廃止してデジタルサイネージで広告展開を行なうコンセプトで登場(※)。
スマートフォンをモチーフにし「人と人をつなぐ」をコンセプトにし、デザインはフェラーリや秋田新幹線E6系や北陸新幹線E7/W7系のデザインを手掛けた奥山清行氏が担当している。
また車体構造は総合車輛製作所と東京急行電鉄が共同開発した次世代型ステンレス車両「Sustina（サスティナ）」を用いている。10号車はE231系500番台の10号車に連結されていた車両を改造して連結しているため、従来の車両と車体の構造や内装の仕様が若干異なっている。
2017年より量産車が製造される予定で、2020年の東京オリンピック開催までに11両編成50本550両が製造され、E231系500番台に置き換えた。
(※)その後の広告会社の要望により中吊り広告は継続されることになった。

2015年11月30日に大崎駅にて出発式が行われた後1543Gにて営業運転を開始したが、その5分後に目黒駅で停止位置過走(オーバーラン)や、3時間後に大崎駅でのドア異常、大塚駅にてシステムモニターの不具合など次々と運行に関わるトラブルが発生したため、大塚駅でのシステムモニターの不具合の際に客扱いを取りやめて東京総合車両センターへ回送運転され、翌日12月1日以降は専門スタッフによる原因究明のため、しばらく運転を取りやめて再びE231系500番台のみで運転されていた。
同年12月27日より数日間深夜の試運転を開始。運転見合わせの原因となっていた列車情報管理装置「INTEROS(インテロス)」のソフトウェア修正を行ない、車内に水を入れたタンクを積んで応荷重装置の再試験を行ない、2016年3月7日に営業運転再開。営業運転再開後も数日間は平日のみの運行で、1日5周程度の運行となったり日によっては運休する日もあった。
2017年5月より量産車が製造を開始し順次E231系500番台を置き換えた。量産車はトウ01編成に比べて若干の差異が見られる。

車内では優先席がE231系500番台では1両あたり6席が設置されていたが、E235系では車端部の3人掛け座席を全て優先席に設定し背もたれに「優先席」と書かれたデザインに変更された(写真中)。
E231系500番台では両先頭車にのみ設置されていた車いすスペースを、車いすの他にベビーカーも利用出来るように各車両の車端部に1ヶ所ずつ設置された。フリースペースは車いすやベビーカー以外の利用者にも利用しやすくするため、手すりの本数を2本に増やした(写真右)。
10号車のサハE235-4600は、各駅ホームドア設置に伴い2010年から2011年に製造されたE231系500番台の10号車のサハE231-4600を改造した車両が連結されている。
2017年の量産後は全車両が新造車とサハE231-4600からの改造車を連結した2種類のE235系が製造されている。2017年に製造されたトウ04とトウ05が全車両がE235系車両となっている。

各車両の行き先表示はフルカラーLED式となっており、E233系よりもドット数が増えて解像度が上がった。
最後尾車両の前面の行き先表示には駅発車時から次駅到着前まで月ごとの花のイラストが表示される仕様になっている。
月ごとの花の表示はこちら。

E235系 主要諸元