Au lendemain de la première guerre mondiale, le 1500 V continu fut choisi comme standard pour l'électrification des lignes françaises. Le réseau du Midi, qui avait déjà équipées certaines lignes en 12000 V 16,7 Hz, fut donc contraint de convertir à ce nouveau système à la fois les lignes et le matériel.
C'est ainsi que sont apparues les E 4501 à 4550 construites à Tarbes par CEM (futur Alsthom), premières d'une longue lignée d'engins à adhérence totale, avec une disposition d'essieux type BB. leurs performances sont limitées, avec seulement 655 kW et une vitesse limitée à 50 km/h, mais elles montrent que la traction électrique en 1500 V continu est viable, surtout dans des régions pauvres en charbon et où l'énergie hydroélectrique est abondante.
Devenues rapidement obsolètes avec l'arrivée des BB 4000 puis 4100 et 4600, ces engins ont été déclassés aux manœuvres pendant les années 50 et ont été renumérotées BB 1601 à 1650. Leur carrière ne s'est terminée qu'en 1984, et un exemplaire est aujourd'hui conservé au musée de Mulhouse (E 4002 ex BB 1632, en livrée d'usine).