新干线300系电力动车组（日语：新幹線300系電車）是日本东海道、山阳新干线的第三代新干线车辆，由东海旅客铁道（JR东海）和西日本旅客铁道（JR西日本）两家公司各自操作。该车款于1992年3月开始投入服务，作为该路线上最高等级的希望号（のぞみ，Nozomi）之使用车种。但随着更新的车种陆续推出，300系陆续被改用在较低等级的车班上，并在2012年时除役。300系是首款服务希望号（のぞみ，Nozomi，意思是“希望”）班次的新干线列车，其最高运行速度达270km/h（测试时为325km/h）。

1990年（平成2年）东海旅客铁道（JR东海）订购的量产先行试制车（J0编组，后来量产化改造为J1编组）登场，之后量产车（J编组）由1992年（平成4年）到1998年（平成10年）间制造。另外，1993年（平成5年）制造的列车替换1975年（昭和50年）3月因新干线延长至博多站后而合并制造的0系。量产车外型由手钱正道、户谷毅史、松本哲夫、木村一男设计。

为了实现稳定而高速的运行，车体进行了空气动力学性能的提升及轻量化改进，由东京站至新大阪站仅需要2小时30分。此后，1993年3月18日，“希望号”的运营区间延长至博多站，西日本旅客铁道（JR西日本）引入相同规格的300系（F编成）9组列车，东京站-博多站间仅需要5小时4分。

截至1998年停产为止，300系共制造了70组、1120辆，包括J编组61组、976辆和F编组9组、144辆，J编组中在500系制造结束后落成的编组之外，J52之后的编组在700系的量产先行试制车C1编组落成之后竣工。此外，1号量产车J2编组比100系G编组中的最终增备编组G46编组先落成，但G46编组先报废了。

1999年后，随着700系的量产和100系开始报废，“希望号”的运用逐渐让给了700系，改为“光号”和“回声号”。为置换本系列而开发的N700系自2007年开始量产，300系因而开始了报废进程，相应的“光号”和“回声号”由从“希望号”撤下的700系（一部分为N700系）充当。

本系列车于2012年3月16日退出东海道·山阳新干线的营运，其中JR东海所属车辆在同月被全数报废。

值得一提的是，300系新干线是日本新干线中一款由开始使用到退出营运仍保持单一型号最长列车编成（16辆）的列车。

虽然300系在东海道新干线提速了50km/h，但是运营初期还是有各种故障烦恼。

自投入营运起至4月25日的一个半月间发生了183起故障（J2编组：48件〈其中主变频器装置6件〉、J3编组68件〈其中主变频装置29件、ATC3件〉、J4编组55件〈其中主变频装置9件、ATC1件〉、J5编组12件〈其中主变频装置6件、ATC3件〉）。

1992年5月6日，行驶于名古屋站 - 三河安城站之间的“光号238号”（新大阪开往东京・J4编组）因主电动机的固定螺栓发生断裂而使得列车在190km/h行驶状态下紧急停止，致使该车4小时动弹不得。

此外，该型列车在隧道内会发生蛇行运动，虽然对受电弓周边等处做了修改以应对，但无法改动的车体左侧与左下方的隧道壁产生乱流所引发的左右运动问题依旧存在。

1992年3月14日导入时，“希望号”2个往返（清晨、深夜各1个往返，当时运行的所有“希望号”）和白天的东京-新大阪间“光”1个往返（238号、243号）运行。

另外，引进前的1992年3月8日举行了试乘会，同日新干线开发史上重要的初代小田急3000型电力动车组进行了告别运行，所以被报道为新旧的里程碑。

1993年3月18日的JR时刻表修改后，本系列开始了东京-博多间直通运行。第一次每1编组可以进行1个往返半次运用，为了替换0系，在继续增备到J61编组的同时，通过减少编组数实现了运用合理化。

之后，随着增备的推进，在“光”的运用也增加了。由于后续车辆的500系和700系的导入，2001年10月以后脱离了“希望号”的定期运用，作为交换，也充当了东海道新干线白天的“回声”，但当时的“回声”所有列车和“光”其中只有名古屋、京都的2站，或者加上新横滨的3站停车列车与100系有共同的时间表，最高速度控制在220km/h。因此，在2003年10月品川站开业后进行时间表修改之前，其性能持续了很长时间。另一方面，从1996年到1997年静冈县内停车型和名古屋-新大阪间各站停车型的定期“光”大部分最高速度提高到270km/h，另外2001年山阳区间只有270进行了km/h运行的“光”设置等时间表的修改。这些列车将进入限定运用300系，其性能被发挥出来。另外，J1编组由于转发器的关系，有一段时间无法通过“希望号”进入山阳区间。

上述的乘坐舒适度改善工程开始后，没有接受施工的初期的J编组（J2-J16・J19・J27编组）被迫运用“光”或“回声”等车次。

2011年3月12日的时刻表修改中，J编组虽然乘坐山阳新干线的定期运用消失了，但为了运用调整，有充当F编组的运用的情况。

2007年开始为替换本系列而制作的N700系的投入、增备，同年开始JR东海所属的J编组中，规定经年制造后13年后开始脱离运用。

首先，量产先行试制车的J1编组于同年3月28日报废到滨松工厂，3月31日车籍注销，同年7月21日・22日的“新干线原来如此发现日”展示，16号车（322-9001）以外是4月末。被拆除了。同编组在2003年以后脱离了营业运行，为了为N700系等新技术的开发做出贡献而被替换为试验车，但随着同系列的量产车的登场而结束了其作用。

接着在同年7月11日J14编组报废，成为量产车首次报废。2007年度之后上半年J2、J19合计3编组报废，同年度后半期J3、J4、J6、J8、J11的5编组报废。

J编组的报废车是N700系Z编组（后来被改造，现在是X编组）的增备进行，正在依次进行，到2008年度末为止没有接受上述工程的20编组报废，2009年4月时的J编组的在籍数量为41编组（J20 - J26・J28 - J61编组）。J编组的整体检查在2010年6月9日出战的J61编组结束了。

关于JR西日本所属的F编组，直到2010年才报废，但是被疏散到博多综合车辆所广岛分所的F5编组在2011年7月11日博多综合车辆所广岛分所-新干线鸟饲基地之间，次日12日新干线鸟饲基地-滨松工厂之间回送，14日报废，之后8月F6编组，9月F2编组，10月F1编组，11月F4编组和F3编组被送到了滨松工厂。

截至2011年11月，JR东海5编组、JR西日本3编组共计减少到8编组。

在2012年3月17日的时间表修改中，300系除了JR东海所属编组之外，JR西日本所属的9编组也和留在该公司的100系一起停止运用。作为JR西日本持有的F编组9编组的替代品，从JR东海向JR西日本转让了同数的700系（C编组）9编组。

东海道新干线2012年1月10日以后的定期运行如下。

另外，山阳新干线2012年1月以后的定期运行如下。

因此，东海道新干线的定期运用是J编组同年2月1日的“回声”680号使用J57编组，F编组是同年3月12日的“光”477号，山阳新干线的定期运用是同年3月13日的“回声”727号都使用了F8编组，各自成为最终的。

再见运行在2012年3月16日由以下的临时列车运行（都是全车指定席）。其中，关于山阳新干线运行的“希望609号”，在同一天停止营业的100系告别列车“光445号”和冈山站的同一月台进行了告别列车之间的并排演出。

J编组用于告别运行的J57编组在2012年3月23日报废，全车报废。F编组在2012年度初时还残存了F7编组、F8编组、F9编组，但在2012年10月20日F9编组报废，形式消失了。

原为J1编组16号车的322-9001是在300系退役后被保存下来没有拆解的车头，目前被收藏于JR东海所经营的铁路博物馆——位于名古屋市内的磁悬浮·铁道馆（リニア・鉄道館）。原本在该博物馆开馆初期，323-20（J21编组的1号车）也曾一同被收藏展示于馆内，但2013年12月27日为了配合700系的保存展示车移入，323-20结束展示并被运送至滨松工厂解体。