キハ４８形５０００番代車はキハ４８形の準寒冷地仕様車：キハ４８形０番代車３両に対してエンジン・液体変速機を換装したグループとなります。
エンジンはＣ－ＤＭＦ１４ＨＺＢへ換装、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１９８９年度に全般検査併施で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。
一方キハ４８形５３００番代車は１９９７年度にエンジン・液体変速機換装を実施したキハ４８ ５００２と１９９４年度にエンジン・液体変速機換装を実施したキハ４８ ５００３の２両に対して２０００年度と２００３年度にワンマン化改造を実施、改番されたものとなります。
ワンマン化改造に際して乗務員室仕切戸改造・運転席背面仕切窓新設・デットマン装置新設・戸閉回路変更・自動放送装置新設・運賃箱新設・運賃表示器新設、整理券発行機新設・車外スピーカー新設が実施され、客室とデッキの仕切り壁が撤去されました。
また電気式半自動ドア化も同時に実施され、車内外にドア開閉用押しボタンが新設されたほか、後位側３位に取り付けられていたジャンパ連結器の交換（ＫＥ５３形２基からＫＥ９４形１基に交換）が実施されるとともに後位側妻面３位側に取り付けられていたＫＥ５３形用栓納めが撤去されました。
キハ４８形５０００番代車・キハ４８形５３００番代車は全車が伊勢車両区に配置され、紀勢線亀山－新宮間と参宮線多気－伊勢市間で運用されましたが、２０１４年１１月３０日でキハ４８ ５３０３が運用離脱、２０１５年度初頭に廃車となったため２０１５年８月１日時点でキハ４８ ５００１とキハ４８ ５３０２の２両を残すのみとなりました。改番履歴は下記の通りです。
・キハ４８ １→キハ４８ ５００１
・キハ４８ ２→キハ４８ ５００２→キハ４８ ５３０２
・キハ４８ ３→キハ４８ ５００３→キハ４８ ５３０３