Désirant améliorer les performances de ses locomotives de vitesse 2D2, la compagnie du Paris - Orléans (PO) fit construire en 1934 quatre prototypes E 701 à 4.
Les E 701 & 2 sont identiques, tandis que la E 703 devint la 2D2 5301 et que la E 704 est elle aussi différente. Toutes ont le même aspect esthétique que les 2D2 5503 à 37 "nez de cochon".
Les 2D2 5105 à 5120 reprennent la même mécanique que les E 701 et 2 et la partie électrique de la E 704 mais avec une caisse très différente, proche de celles des 2D2 5538 à 45, aux formes arrondies. Elles furent livrées à la SNCF en 1939 sous les numéros E 705 à 720 car le système de numérotation est resté celui du PO jusqu'en 1950 ; à cette date, les E 701 et 2 devinrent les 2D2 5101 & 2 tandis que la E 704 devient la 2D2 5104 mais ces machines restaient sensiblement différentes du reste de la série.
La 5104 fut donc radiée dès 1960 et servit de réserve de pièces pour les deux prototypes 2D2 5101 et 2, voyant leurs parties électriques alignées sur le reste de la série. Cette transformation, effectuée de 1960 à 1964, leur a valu les numéros 2D2 5106 et 5112, libres suites à la destruction de ces machines pendant la Seconde Guerre Mondiale.
Bien que coûteuse, cette modification permettant d'obtenir un lot homogène (à l'esthétique près) de seize machines n'a pas permis à la série de survivre longtemps, car elle disparut dès 1968, victime indirecte de la livraison des BB 9300.