キハ5800形は、キハ5800・5801号の2両が在籍していた。小湊鐵道によると、大正時代の1914年、東京駅〜高島町駅(現・廃止)間に開通した国鉄京浜線(現在の京浜東北線の原形)用に登場した木造電車・デハニ6465・デロハ6136がルーツだったという。
1924年には荷物車のモニ3009・3010号に改造。1936年には、現在のJR飯田線三河川合駅(愛知県新城市)〜天竜峡駅(長野県飯田市)間の前身である、私鉄の三信鉄道へ譲渡され半鋼体化、デ301形301・302号となった。
三信鉄道は1943年8月に国有化されたため、再び国鉄の車両に。1951年度には電装解除・片運転台化の改造を受け、1953年に行なわれた車両形式称号規程の改正によりクハ5800・5801号となった。
小湊鐵道には1960年に譲渡されたが、同形車は大井川鉄道(現・大井川鐵道)や伊豆箱根鉄道にも渡っている。