Pendant la Seconde Guerre Mondiale, les services de la SNCF et d'Alsthom commencèrent à étudier ce que serait la locomotive électrique de vitesse construite une fois la paix revenue. Alors que toutes les séries précédentes ont des essieux directeurs et par conséquent des masses très importantes (jusqu'à 144 t. pour les 2D2 9100), ils décident d'innover en choisissant la configuration d'essieux CC, bien plus légère, déjà vue sur le prototype CC 6001 mais jamais essayée à grande vitesse. En 1949, Alsthom construit deux prototypes afin d'étudier leur comportement en vue d'une commande d'engins pour la ligne Paris- Lyon en cours d'électrification : c'est ainsi qu'apparaissent les CC 7001 et 7002.
Dès leur livraison en 1949, les deux prototypes CC 7001 et 7002 subissent de nombreux essais, très concluants, qui aboutissent rapidement à la commande de 43 CC 7100, puis de 15 unités supplémentaires. S'emparant des trains les plus prestigieux sur l'"Artère impériale" Paris - Lyon - Marseille en cours d'électrification, au détriment des 2D2 9100 devenant obsolètes, les CC 7100 deviennent l'étendard du parc de la SNCF sur les régions Sud Est et Sud Ouest. Des essais à grande vitesse sont effectués, donnant lieu à un premier record du monde à 234 km/h en 1954 avec la CC 7121 entre Dijon et Lyon, puis aboutissant l'année suivante au record de 331 km/h de la 7107 dans les Landes, simultanément à celui de la BB 9004.
Au cours des années 60, six unités sont transformées pour être alimentées par troisième rail 1500 V pour circuler sur la ligne de la Maurienne entre Chambéry et Modane, en remplacement de vieilles locomotives héritées du PLM. Les autres engins subissent peu à peu la concurrence des BB 9200, 9300 et surtout CC 6500, plus puissantes et plus rapides, mais ceux utilisés sur le Sud Ouest sont rendus aptes à 160 km/h.
L'arrivée des premières BB 7200 sonne le déclin de la série : en 1977, la série est regroupée au dépôt d'Avignon, progressivement reversée au trafic marchandises sur le réseau Sud Est (les engins ex troisième rail sont remis au type standard à cette époque) et voit sa vitesse limite retomber à 140 km/h.
Le phénomène se poursuit au début des années 80, l'essor du TGV libère des engins plus récents, ce qui par décalage réduit l'activité des CC 7100. Les radiations commencent dès 1985, avec la disparition de 8 machines qui n'avaient pas subi de GRG avec renforcement des cabines, mais sont interrompues pour éliminer en priorité des séries anciennes comme les BB ex PO MIDI ou peu appréciées (BB 9400) ; un projet de modernisation pour le trafic marchandises est même évoqué en 1991 - 1992 mais n'aura pas lieu à cause des fissures sur certains châssis et bogies. Les réformes reprennent pour de bon en 1993, la série est cantonnée à de très rares exceptions au service marchandises (activité Fret à partir de 1999) et sa carrière commerciale prend fin à la fin de l'année 2001 peu après l'arrivée au dépôt d'Avignon des premières BB 27000. Actuellement, la CC 7002 et cinq autres engins de la série (dont les 7107 et 7121) sont conservés.
Année | 1949 | 1952 | 1953 | 1954 | 1955 |
Mises en service | 2 | 7 | 28 | 21 | 2 |
Parc total en fin d'année | 2 | 9 | 37 | 58 | 60 |
Année | 1977 | 1985 | 1986 | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1955 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 |
Réformes | 1 | 9 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 | 4 | 4 | 2 | 0 | 5 | 8 | 15 | 3 | 6 |
Parc restant en fin d'année | 59 | 50 | 50 | 50 | 49 | 49 | 49 | 49 | 47 | 43 | 39 | 37 | 37 | 32 | 24 | 9 | 6 | 0 |
Durant toute leur carrière, les CC 7000 et 7100 ont arboré la même livrée, à base de vert bleuté soulignée par des motifs en aluminium. En revanche, leur aspect a évolué, lors de leur passage en GRG (Grande Révision Générale) pendant les années 70 : les carénages de bas de caisse ont été supprimés, les pare brises et traverses frontales refaits (en bien moins esthétique) et des feux rouges ont été rajoutés. Contrairement à la plupart des autres séries, leur aspect n'a plus changé jusqu'à leur radiation, elles n'auront donc heureusement pas connu la livrée gris béton et les marquages peints.
L'application d'une livrée vert bleuté à bandeaux blancs, proche de celle des BB 9200 "Oullins", a été prévue à la fin des années 70 mais n'a finalement pas eu lieu, la réforme de la série étant prévue pour une date assez proche (1985) avant d'être reportée. C'est également pour cette raison que la livrée "béton" ne leur a pas été appliquée, contrairement aux BB 8100.