Pada awal beroperasi, susunan rangkaian KA ini adalah lima hingga enamtujuh (7) unit kereta kelas ekonomi AC split (K3) buatan 2006 dan 1965 milik KA Serayu berkapasitas 106 tempat duduk dan 1 unit kereta makan dan pembangkit kelas ekonomi (KMP3) milik Dipo Kereta Purwokerto (PWT). KemudianPada tanggal 19 Desember 2014, bertepatan dengan diluncurkannya KA Kamandaka 2, KA Kamandaka mendapatkan 4 unit K3 split buatan tahun 1994 bekas KA Progo dengan nomor K3 0 94 27 - K3 0 94 30. Sejak saat itu KA Kamandaka menggunakan rangkaian k3 0 94 XX. KA Kamandaka terkadang juga menggunakan kereta ekonomi buatan 1993 (K3 0 93 XX) milik KA Logawa dan Keretan ekonomi buatan 2006/1966/1965/1964 (K3 0 06 XX, K3 0 66 XX, K3 0 65 XX dan K3 0 64 XX) milik KA Serayu. padaPada tanggal 23 Februari 2017, Kereta api Kamandaka menggunakan rangkaian kereta api Ekonomi AC ''Plus'' non-PSO bekas rangkaian Kereta api Menoreh dan KA Ambarawa Ekspres buatan tahun 2012-2014 karena peremajaan rangkaian KA Menoreh dan KA Ambarawa Ekspres yang menggunakan rangkaian Ekonomi 2016. Sedangkan rangkaian lama KA Kamandaka dihibahkan ke KA Logawa dan KA Serayu.
Pada tanggal 1 April 2017, KA Kamandaka ditambahkan satu unit kelas eksekutif karena tingginya animo dari masyarakat, lalu mulai Agustus 2018, KA kereta eksekutif ditambah lagi menjadi dua unit pada setiap perjalanannya. Kereta Eksekutif KA ini terkadang bertukar rangkaian dengan [[Kereta api Wijayakusuma|KA Wijayakusuma]] relasi Cilacap-Banyuwangi.
