キハ54形500番台は、1986年、0番台より1年早く国鉄時代に29両が新潟鐵工所（501～15、24.25）と富士重工(516～23、26～29）の二社で製造され、そのすべてがJR北海道に承継されました。
21m級のステンレス車体で2エンジン車ですが、0番台とは違ってｾﾐｸﾛｽｼｰﾄ車で、トイレもついています。
注目すべきは527～529。急行「大雪」「礼文」用に新幹線0系の転換座席を取り付けました。しかし0番台にもついている冷房装置は設置されていません。
エンジンは新型の直噴式DMF13HS(250ps/1900rpm)が2基ですが、変速機は神鋼造機製TC-2A／新潟コンバータ製DF115A、台車はDT22Gと廃車発生品を使用していました。
なお2003～05年に台車はN-DT54に変速機もN-DW54 に換装され110km運転対応になっています。
