Apparues en même temps que les Z 23700 (futures Z 3700 de la SNCF), ces automotrices ont été conçues pour le réseau de l'Etat à l'occasion de l'électrification de la ligne Paris - Le Mans : pour la première fois, les relations omnibus bénéficient d'un matériel moderne et performant.
L'objectif de ce matériel est d'accomplir des missions dites de "ramassage", en effectuant une desserte omnibus juste avant que passe un train express ne desservant que les gares principales.
Même si elles sont moins sophistiquées que les Z 3700 du service de banlieue, ces automotrices à une seule caisse marquèrent leur époque grâce à leurs accélérations toujours inégalées et leur aspect esthétique original (cabines "borgnes" et livrée rouge). Equipés d'un attelage automatique spécifique, ces cinq engins ont effectué toute leur carrière sur cette ligne jusqu'à leur radiation en 1975, victimes de leur faible nombre et de leur attelage incompatible avec le reste du parc français.