Ces nouvelles locomotives Diesel sont destinées à l'activité grandes lignes de la RENFE, permettant de tracter les rames Talgo sur les parcours terminaux non électrifiés. Il s'agit officiellement de reconstructions de 28 machines de la série 333.0, 333.1 et 333.2, car sont conservés les systèmes de sécurité, les moteurs Diesel et électriques (transmission type "triphasé - continu"), alternateur et redresseurs.
Le système de chauffage, lui, provient de 28 locomotives type 319.3.
La caisse et les bogies sont nouveaux, la disposition d'essieux est désormais de type BB, avec une parenté avec la famille Prima d'Alstom (type DE32B DC).
A noter qu'initialement menée par Alstom (comme pour les séries 333.3 et 333.4), cette reconstruction est finalement effectuée par Vossloh, suite au rachat de l'usine de Valence, sur le modèle de la gamme "Euro 3000" de ce constructeur.
Bien que moins performantes que les locomotives série 354 qu'elles remplacent, ces machines sont très utilisées en service grandes lignes et pourront le cas échéant être transformées en engins à voie normale. Une version CC destinée au trafic marchandises (limitée à 120 km/h) est également vendue sous le nom d'Euro 4000, aussi bien pour les réseaux à écartement normal qu'ibérique.