2009年に西武から譲渡された元新101系で、クモハ5000形-クモハ5100形の2両編成。2010年1月20日より「流馬」（3代目）、2011年3月11日より「流星」（3代目）、2012年3月14日より「あかぎ」（2代目）、2012年12月3日より「若葉」（3代目）、2013年12月6日より「なの花」（3代目）が、それぞれ営業を開始した。西武時代に種別幕だった表示器には「ワンマン」と表示している。なお、「流馬」は2018年8月23日より塗装が変更され、「さくら」となった。
クモハ5003-クモハ5103（「あかぎ」） - 元クモハ277-クモハ278。
5004編成は1979年東急車輛製造製、それ以外の4編成は1982年西武所沢車両工場製。
つくばエクスプレス開業後の流山線の合理化の一環として、定期列車を終日ワンマン運転の2両編成にするために、2009年以降、新101系の2両編成を譲受したもの。編成両車とも制御電動車で、形式は馬橋寄り車両がクモハ5100形、流山寄り車両が主制御器と菱形パンタグラフ2基を装備したクモハ5000形である。譲受に際しては、ワンマン運転対応改造に加え、前面行先表示器のLED化が実施されている。なお、3000形とはMMユニットの向きが逆である。
2009年に5001編成（後の「流馬」→「さくら」）が武蔵丘車両検修場で改造され、6月17日に流鉄カラーとなり同所から南入曽車両基地まで移動の後、6月22日に新秋津駅から馬橋駅まで甲種輸送された。
流山線入線後に愛称板の取り付けと行先表示器のLED化が行われた。西武時代に種別幕だった表示器には「ワンマン」を表示する。他にも「各駅停車」「BEER列車」も表示する。
2009年度冬からの運行開始が駅の掲示板で告知された後、2010年1月23日のダイヤ改正に先がけ、同月20日に営業運転が開始された。
5002編成は2010年度に導入が予定され、 2010年9月に車両が甲種輸送された後、翌2011年3月11日に「流星」として営業運転が開始された。
2011年10月には5003編成が甲種輸送され、2012年3月14日に2代目「あかぎ」として営業運転が開始された。
2012年9月には5004編成が甲種輸送され、3代目「若葉」として12月3日から営業運転開始された。
2013年9月には5005編成が甲種輸送され、3代目「なの花」として12月6日から営業運転開始された。これにより、全5編成が出揃い、在来形式をすべて置き換えた。
なお、5003編成は2011年6月5日に西武鉄道の武蔵丘車両検修場で開催された「西武・電車フェスタ2011 in 武蔵丘車両検修場」にて、本系列への改造途上の状態で展示されている。
5001編成は全般検査入場のため、2017年7月30日のさよなら運転をもって「流馬」としての運転を終了。2018年8月23日より、新塗装「さくら」として営業運転に復帰した。