Lors de l'électrification Valenciennes - Thionville en 1954, il était prévu d'assurer la traction des trains de marchandises avec des locomotives de type CC de 3600 Ch. Alors que les CC 14100 utilisent des moteurs de traction à courant continu, les ingénieurs de la SNCF décident d'essayer une solution sur le papier plus performante, mais jamais utilisée massivement : des moteurs de traction asynchrones alimentés en triphasé.
La conversion du courant alternatif monophasé 25000 V 50 Hz capté à la caténaire s'effectue grâce à un transformateur alimentant un moteur monophasé, tournant à vitesse variable. Sur le même arbre est montée une génératrice, produisant du courant triphasé, qui ensuite passe dans un convertisseur de phase pour ressortir à une fréquence variable. Le courant ainsi obtenu alimente les six moteurs de traction, avec une fréquence allant de 0 Hz (arrêt) à 50 Hz (30 ou 60 km/h). Le site http://belph80001.free.fr/ explique en détail le principe de fonctionnement très particulier de ces machines.
Malgré de bonnes performances, la carrière des CC 14000 fut brisée par une fiabilité catastrophique, principalement au niveau des moteurs et du groupe convertisseur. Elles furent cantonnées à la traction de trains très lourds, sur le réseau Nord, souvent remplacées par des CC 14100.
Dès le début des années 70, la série apparaît comme condamnée, mais quelques machines sont utilisées pour des essais sur la motorisation par moteurs asynchrones, qui ne deviendra vraiment au point qu'au milieu des années 90 : le groupe convertisseur est remplacé par des redresseurs embarqués dans un fourgon attelé à demeure à la locomotive (ex : CC 14003 + Z 4213). Les autres engins sont radiés entre 1978 et 1981 ; la CC 14018, remise en livrée d'origine, est conservée par la SNCF au dépôt de Mohon.
| Année | 1955 | 1956 | 1957 | 1958 | 1959 | 1960 |
| Mises en service | 1 | 0 | 7 | 8 | 2 | 2 |
| Parc total en fin d'année | 1 | 1 | 8 | 16 | 18 | 20 |
| Année | 1972 | 1973 | 1975 | 1978 | 1980 | 1981 |
| Réformes | 1 | 1 | 1 | 4 | 6 | 7 |
| Parc restant en fin d'année | 19 | 18 | 17 | 13 | 7 | 0 |