国鉄キハ10系気動車を譲り受け、大栄車輛・新潟鐵工所で更新名義で改造された。1977年1月から1979年4月まで8両が改造された。
その後、
・台車交換・DMH17エンジンをDMF13HZに機関更新、冷房化・正面行先字幕取り付けによる前照灯移設・車内照明20ｗから40ｗへ・スカート取り付け・車内LED案内装置・自動放送装置等・車内更新がされ、キハ0系とさほど変わらなくなった。（DMF13HZエンジンを1基搭載しエンジン出力自体は330PSだが、変速機の関係上230PSにデチューンしていると思われる。）
キハ311 1996年度末廃車
大栄車輛製造 元国鉄キハ17 23
キハ312 1996年度末廃車
大栄車輛製造 元国鉄キハ17 24
キハ313 2017年5月休車
キハ314 2017年5月休車
キハ313 2008年ごろ撮影 戸頭駅にて
元国鉄キハ16 4 1977年製？新潟鐵工所製造2017年5月休車
キハ313 復刻塗装 2014年1月16日 戸頭駅にて
元国鉄キハ16 4 1977年製？新潟鐵工所製造2017年5月休車
キハ314 2008年ごろ 戸頭駅付近にて
元国鉄キハ16 94 1977年製？新潟鐵工所製造2017年5月休車
キハ314 復刻塗装＆2012年とりで花火大会増結4連 ゆめみ野駅にて
元国鉄キハ16 94 1977年製？新潟鐵工所製造2017年5月休車
キハ314 往年の堂々たる4連が懐かしい（復刻塗装）2014年8月 守谷駅にて
元国鉄キハ16 94 1977年製？新潟鐵工所製造2017年5月休車
キハ315 2008年ごろ 戸頭駅にて
元国鉄キハ17 171 1977年製？新潟鐵工所製造
主スイッチ脇のバッテリー箱らしきものがやけに古めかしい
元国鉄キハ17 171 1977年製？新潟鐵工所製造
キハ315 2014年1月16日 戸頭駅にて
元国鉄キハ17 171 1977年製？新潟鐵工所製造
キハ316 2008年ごろ 戸頭駅にて
元国鉄キハ17 187 1977年製？新潟鐵工所製造
キハ316 2014年1月16日 戸頭駅にて（こんな写真しかなくてすみません）
元国鉄キハ17 187 1977年製？新潟鐵工所製造
キハ317 ワンマン改造・更新・スカート取り付け前 2002年9月 水海道駅にて
元国鉄キハ16 6 1979年製？新潟鐵工所製造
キハ317 ワンマン改造後・スカート取り付け後 2012年とりで花火大会 取手駅にて
元国鉄キハ16 6 1979年製？新潟鐵工所製造
キハ350とキハ100と並ぶキハ318
スカート取り付け・ワンマン改造前 2002年9月 水海道駅にて
元国鉄キハ17 173 1979年製？新潟鐵工所製造
キハ350ももう見られない。（列車無線のアンテナがないのだが気のせいだろうか……）
それと「取手」の文字が微妙にずれてませんか？「 取 手 」←こんな風に。
元国鉄キハ17 173 1979年製？新潟鐵工所製造
キハ318 ワンマン改造・スカート取り付け後 常総きぬ花火大会2013年 水海道駅にて
元国鉄キハ17 173 1979年製？新潟鐵工所製造
キハ310形更新前の車内（冷房改造・LED案内装置・自動放送装置取り付け後）
照明も20ｗ蛍光灯から40ｗ蛍光灯になり、車内が明るくなった。
かつてはキハ532のように蛍光灯が20ｗだった。
キハ310形とキハ0形の違い
・雨どいが露出しているかいないか
・前面方向幕部分が出っ張っている（かつて前照灯がここについていた。）
かつてはこの位置に前照灯があった（キハ532）
元鹿島鉄道キハ600形も同様である。