Au milieu des années 2000, le parc des locomotives affectées à la banlieue parisienne (activité Ile de France) se fait vieillissant, avec de nombreuses pannes et des performances devenues insuffisantes. Leur remplacement par des automotrices neuve n'est pas réalisable dans l'immédiat, les voitures à deux niveaux étant loin d'avoir atteint leur fin de vie.
Au même moment, l'activité fret, qui prévoyait d'acheter 240 BB 27000, subit une importante baisse du trafic, si bien que la dernière option de 60 machines perd tout intérêt. La solution passe alors par l'achat par l'activité Ile de France de 60 locomotives dérivées des BB 27000, qui seront ensuite reversées à l'activité Fret lorsque les rames à deux niveaux seront radiées, à l'horizon 2020.
Les premières BB 27300 arrivent mi 2006 ; les principales différences avec les BB 27000 sont la livrée (bleue à motifs latéraux de couleur), la présence d'un câble pour le chauffage des rames, d'un second compresseur, et d'un système permettant la conduite en réversibilité avec les voitures VB2N (en revanche la circulation avec des rames RIO et RIB est interdite).
Leur mise en service réseaux Montparnasse, St Lazare et Nord provoque progressivement le retrait des BB 16500, 8500 et 25500, et d'une partie des BB 17000. Sur le réseau St Lazare, où la longueur des quais est limitée, l'arrivé de ces nouveaux engins, plus longs de 5 m que les BB 17000 qu'ils remplacement, oblige à enlever une voiture, d'où une perte de capacité (rames VB2N de 6 caisses contre sept auparavant). Vu leur fiabilité, la commande de 60 machines est complétée par sept autres engins fiancés par la région Ile de France (BB 827361 à 27367) dont les derniers seront livrés en 2010.
A noter que la commande d'engins similaires pour les régions Centre et Nord Pas de Calais n'a pas eu lieu, et que ce parc reste insuffisant pour remplacer toutes les séries anciennes : par conséquent, la transformation de BB 7200 en BB 7600 va permettre de pallier le manque d'une quinzaine de machines pour remorquer l'ensemble des VB2N.
Avec l'arrivée d'automotrices Regio 2N (banlieue Montparnasse) et Z 50000 (banlieue St Lazare) à partir de 2020, les VB2N seront réformées et les BB 27300 se retrouveront sans utilisation. Ces locomotives devraient être reversées au trafic marchandises, avec éventuelle reprise par un autre opérateur.
| Année | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
| Mises en service | 12 | 25 | 23 | 5 | 2 |
| Parc total en fin d'année | 12 | 37 | 60 | 65 | 67 |