Les rames Eurostar (TMST, à 18 remorques) fréquentent rarement d'autres lignes que Paris / Bruxelles / Londres. Ce parc étant néanmoins excédentaire, trois rames spécialement adaptées pour rouler sous 1500 V continu (désengagées des services Eurostar, elles reçurent ensuite une décoration "TGV" spécifique) se virent engager sur quelques trains saisonniers Bruxelles - Nice dès 1999, empruntant la LGV jusqu'à Valence (où elle se terminait alors) puis passant successivement par les lignes Lyon - Avignon via la rive gauche du Rhône, Avignon - Miramas via Arles, Miramas - Marseille via Rognac, puis Marseille - Nice (ligne de la Côte d'Azur) après rebroussement à Marseille St Charles. A l'ouverture de la LGV Méditerranée en juin 2001, ce trafic fut repris par les rames TGV Réseau tricourant.
Des relations saisonnières (juillet et août) Londres- Avignon furent mises en place dès 2002, ces trains descendant de la LGV à Valence puis continuant sur la ligne classique (rive gauche du Rhône) jusqu'à la gare d'Avignon Centre où un quai spécifique avec clôture et poste de douane avait été mis en place. Pour cela, un nombre supplémentaire de rames fut adapté pour fonctionner sous 1500 V continu.
Envisagé depuis plusieurs années, le prolongement de cette relation jusqu'à Marseille donna lieu à un premier aller-retour pour essais le 19 mars 2015, puis mise en place les samedis de mai et juin 2015, puis amplifiée ensuite. La relation terminus Avignon Centre sera supprimée, cette nouvelle desserte empruntant des lignes à grande vitesse sur la totalité du trajet avec arrêts à Avignon TGV et Aix TGV ; ainsi que Lille Europe, où un arrêt d'une heure et demie est nécessaire pour les formalités douanières.