Ces rames sont composées successivement d'une motrice Z 27500 à numéro impair, d'une remorque ZR 271500 à numéro impair, le cas échéant d'une remorque ZR 272500 à numéro impair, et d'une motrice Z 27500 à numéro pair.
Apparues de 2005 à 2010, ces automotrices assurent désormais la grande majorité des TER sur la Transversale Sud, avec des incursions dans d'autres régions (Neussargues, Toulouse, Marseille et Avignon) et de rares détournements sur Avignon - Nîmes via Remoulins. Initialement commandées à 17 exemplaires, ces rames ont introduit la nouvelle livrée rouge et grise (les rames, sortant toutes d'usine en livrée grise, recevaient très rapidement cette décoration) ; une option pour 20 autres Z 27500 (et 5 B 81500) a ensuite été concrétisée.
Ces rames ont toutes quatre caisses, aménagées à classe unique, le compartiment prévu pour la première classe a des sièges de couleur différente, à dominante jaune contre bleu lavande pour le reste de la rame. A noter que vers 2011, les portes, initialement gris clair métallisé comme le reste de la caisse, sont devenues gris foncé afin d'être plus visibles.
Bien qu'étant bicourant, ces engins ne sont pas équipé du pantographe pour le 25000 V 50 Hz, ce qui ne pose pas de problème d'exploitation en Languedoc Roussillon pour le moment, mais complique leur prêt à la région PACA, utilisant ce système sur la ligne de la Côte d'Azur : deux rames actuellement en prêt ont dû recevoir un pantographe adéquat en avril 2013. L'équipement du reste du parc n'est pas programmé pour le moment, mais il sera nécessaire si une desserte TER de la gare controversée de Montpellier Odysséum, située sur le Contournement de Nîmes Montpellier, a lieu.
La région PACA n'a pas acheté de Z 27500. Cependant, faisant face à une pénurie de matériel en 2012, elle a pris en location trois Z 27500 (une Haute Normandie, à trois caisses, et deux Languedoc Roussillon, à quatre caisses et qui ont du être adaptées avec ajout d'un pantographe 25 kV) utilisées vers Avignon voire Lyon et sur la ligne de la Côte d'Azur ainsi que sur l'antenne d'Hyères. Trois ZGC Rhône Alpes ont ensuite suivi fin 2016.
Il arrive que des Z 27500 Rhône Alpes utilisées sur des trains Valence - Avignon assurent ensuite un aller-retour Avignon - Marseille d'ordinaire confié aux B 81500. Fin 2016, les Z 27573, 27605 et 27755 sont louées par PACA à la région Rhône-Alpes pour utilisation entre Toulon, Marseille, Avignon et Valence. Des utilisations sur Marseille - Narbonne ont également eu lieu.
