1975年7月、485系1500番代により北海道初の電車特急「いしかり」が札幌～旭川間で運転を開始したが、北海道特有の乾燥した細かい雪の影響で頻繁に故障が発生し、冬季間運休に追い込まれた。これを解決するために開発されたのが781系で、1978年国鉄初の交流専用型特急電車として試作車1編成６輌が誕生した。試作車の外観上の特徴は、非常開閉窓で、結露の問題から後に固定窓化された。1980年には量産車６輌編成７編成が新製され、旭川～札幌～室蘭間で特急「ライラック」として使用された。その後は短編成化され、国鉄分割民営化時に４輌編成12本がＪＲ北海道へ引き継がれたが、老朽化・陳腐化が進み、2007年10月ダイヤ改正で789系1000が投入され、781系は全編成定期運用を終え同年廃車された。