Clones des X 4300, les Eléments Automoteurs Doubles X 4500 n'en diffèrent que par la marque du moteur Diesel utilisé : il s'agit d'un bloc fabriqué par la firme suisse Saurer développant 450 Ch., d'où des performances légèrement améliorées et une utilisation possible sur davantage de lignes.
Présents dans toute la France, ces 123 engins (rejoints au début des années 70 par trois ex X 4300) ont été utilisés majoritairement sur des relations régionales voire omnibus, mais aussi, en début de carrière, sur des relations express relativement longues malgré un confort moyen pour les standards de l'époque.
Différentes campagnes de modernisation lancées entre 1987 et 2001 ont permis d'améliorer une partie du parc, avec des aménagements intérieurs plus confortables, une nouvelle livrée et dans certains cas des cabines de conduite renforcées (cette prise de poids détériorant hélas les performances déjà très moyennes de ces engins). Les éléments non modernisés ont commencé à disparaître dès 1996, ceux rénovés n'étant radiés qu'à partir de 2007.
Rapidement disparus du réseau français grâce à l'arrivée de séries biens plus modernes (le retrait des derniers exemplaires coïncide avec les dernières livraisons d'AGC en 2009), les X 4500 ont eux aussi connu pour certains d'entre eux une seconde carrière en Roumanie.
| Année | 1963 | 1964 | 1965 | 1966 | 1967 | 1968 | 1969 | 1970 |
| Mises en service | 6 | 28 | 27 | 20 | 15 | 4 | 11 | 12 |
| Parc total en fin d'année | 6 | 34 | 61 | 81 | 96 | 100 | 111 | 123 |
| Année | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 | 1991 | 1992 |
| Modernisations lourdes | 1 | 2 | 3 | 3 | 4 | 1 |
| Parc total en fin d'année | 1 | 2 | 6 | 9 | 13 | 14 |
| Année | 1973 | 1975 | 1988 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 |
| Transformations ex X 4300 | 2 | 1 | |||||||||||||||
| Transformations en X 4630 | 1 | ||||||||||||||||
| Réformes | 1 | 1 | 2 | 7 | 15 | 3 | 7 | 6 | 8 | 2 | 9 | 13 | 21 | 16 | 14 | ||
| Parc restant en fin d'année | 124 | 125 | 124 | 123 | 121 | 114 | 99 | 96 | 89 | 83 | 75 | 73 | 64 | 51 | 30 | 14 | 0 |