キハ４０形５５００番代車はＪＲ東海では２両のみが承継されたキハ４０形の寒冷地仕様車：キハ４０形５００番代車に対してエンジン・液体変速機の換装を実施したグループとなります。
エンジンはＣ－ＤＭＦ１４ＨＺＢに換装されたほか、液体変速機はＣ－ＤＷ１４Ａへ換装されています。
なお冷房改造はエンジン・液体変速機換装前の１９９０年度と１９９１年度に１両ずつサブエンジン式冷房装置を搭載する方式で実施されました。
キハ４０形５５００番代車は当初２両が在籍していましたが、１９９９年度に車号整理が実施されたため１番代区分１両のみの在籍となりました。
キハ４０ ５５０１は新製以来美濃太田車両区から転属することなく高山線・太多線で運用されましたが、２０１５年７月初旬に伊勢車両区へ転属、紀勢線亀山－新宮間と参宮線多気－伊勢市間で最後の活躍を続けています。
一方、キハ４０形５８００番代車は１番代区分１両のみの在籍で、１９９９年にエンジン・液体変速機の換装を実施したキハ４０ ５５０２にワンマン化改造と電気式半自動ドア化改造を実施し、１９９９年１２月に改番されたもので美濃太田車両区に配置され高山線・太多線で運用されましたが、２０１５年６月３０日をもって運用離脱、２０１５年７月２７日付で廃車となり廃区分番台となりました。改番履歴は下記の通りです。
・キハ４０ ５７６→キハ４０ ５５０１
・キハ４０ ５７７→キハ４０ ５５０２→キハ４０ ５８０２