西武鉄道では貨物列車用に多くの戦前製旧型電気機関車を保有し老朽化が進行していました。貨物輸送が縮小されていながらも保線作業用の工事列車向け小型機関車の後継機として1986年から翌年にかけて4両製造されたのがE31です。旧型電気機関車同様のD級の車体はE851を基本に小型化したデザインで、前面下部に配置された尾灯と標識灯のコンビネーションランプが特徴です。車体色も同系統のアイボリーと赤色が配置を変えて塗装されていました。台車は国鉄80系から譲り受けたDT20が流用され、西武351系で使用されていた電動機と組み合わされました。登場以来主に2両がペアで工事列車や電車の回送などをプッシュプルで牽引する姿が多くのファンに親しまれましたが、工事列車の保線用機械への置き換えなどの理由によって2008年までに全車引退しました。