国鉄キハ41400形気動車は、昭和30年（1955年）から昭和31年（1956年）にかけて、キハ41500形気動車が搭載していた日野ＤＡ55形（出力約75馬力）ディーゼルエンジンのシリンダヘッドを改造したＤＡ58形として定格出力を105馬力に向上させた形式です。48両が改造されました。ＤＡ55形エンジンは信頼性が高く扱いやすいエンジンでしたが、出力が低かったことが課題でした。この課題を解決するために、新しいディーゼルエンジンに交換してキハ41300形となった車両もありましたが、費用の面からみると好ましくはなかったことから、現状搭載しているエンジンに手を加えることであまりお金をかけずに出力向上を図ったものでした。
車体はキハ41500形当時のままでしたので、全長は約16.2メートル。2扉セミクロスシートで、4人掛けのボックス席が車両中央部に配置され、車端部がロングシートとなっていました。搭載するエンジンは前述のとおりＤＡ58形（出力105馬力）のディーゼルエンジン。台車はＴＲ26形、変速機構は機械式でした。
昭和32年（1957年）4月の車両称号規程改正に伴い、全車がキハ05形気動車に改称されました。