Au milieu des années 20, la compagnie du Paris - Orléans décida d'étendre l'électrification de son réseau aux lignes les plus importantes, en utilisant désormais une alimentation en 1500 V continu par caténaire. Les lignes de banlieue étant concernées, la conception d'un matériel adapté était impérative.
La caisse dérive des voitures "Talbot" construites à la même époque : entièrement métalliques et rivetées, aux formes très carrées. La partie électrique correspond aux standards de l'époque, avec un rhéostat et des moteurs à courant continu. Il y a une motrice (équipée d'une cabine de conduite complète à une extrémité, et d'un poste de conduite simplifié à une autre extrémité pour d'éventuelles manœuvres), dont les deux essieux sont moteurs, associée généralement à deux remorques (celle d'extrémité possède une cabine de conduite).
Ces éléments peuvent être mis en unité multiple (jusqu'à quatre motrices) mais il fallait éviter que deux motrices se trouent attelées une à l'autre, leurs pantographes devenant trop proches. En cas d'affluence, des formations à neuf (3 éléments chacun composés d'une motrice, d'une remorque intermédiaire et d'une remorque pilote) voire 10 caisses sont formées (deux éléments à trois caisses et deux autres n'ayant que deux caisses, la remorque intermédiaire étant supprimée). En théorie, des compositions à douze caisse pouvaient être formées.
Outre 80 exemplaires construits entre 1924 et 1927, sept autres automotrices furent construites en 1935 et 36 pour assurer la hausse du trafic. Au même moment, une version destinée aux relations omnibus en province en fut dérivée : ce sont les Z 23400, futures Z 4400.
D'abord immatriculées Z 23101 à 23187, ces rames devinrent Z 4101 à 4187 peu après la création de la SNCF. L'apparition des Z 5100 ne réduit guère leur activité, mais celle des Z 5300 les pousse progressivement vers la province, où elles retrouvent les Z 4400. Les derniers services de banlieue cessent en 1973, ces rames sont maintenant présentes dans tout le Sud Ouest, aussi bien sur les grandes lignes que sur les embranchements pyrénéens faute de matériel plus récent pour assurer les relations omnibus. En 1979, quelques automotrices furent sommairement adaptées pour assurer des navettes dans les gares d'Orléans et de Tours, recevant une livrée verte et grise à portes orange inspirée de celle des voitures Corail.
Il faudra attendre l'apparition des Z 7300 au début des années 80 pour que les réformes de ce matériel sexagénaire n'ayant jamais été vraiment modernisé (excepté le remplacement des sièges en bois par des banquettes en skaï rembourré sur certaines unités) puissent enfin avoir lieu, les derniers éléments étant retirés en 1986.
A noter que les Z 4123 et 4137 ont été transformées en 1951 et 1953 en automotrices 25000 V 50 Hz Z 9051 (remise au type en 1964) et Z 9052 (réformée en 1968).
| Année | 1924 | 1925 | 1926 | 1927 | 1936 |
| Mises en service | 4 | 26 | 46 | 4 | 7 |
| Parc total en fin d'année | 4 | 30 | 76 | 80 | 87 |
| Année | 1948 | 1968 | 1976 | 1980 | 1981 | 1982 | 1983 | 1984 | 1985 | 1986 |
| Réformes | 1 | 1 | 9 | 6 | 20 | 17 | 10 | 19 | 2 | 2 |
| Parc restant en fin d'année | 86 | 85 | 76 | 70 | 50 | 33 | 23 | 4 | 2 | 0 |