Faisant partie des premières machines conçues par la SNCF, ce prototype a été conçu en 1939 à l'occasion de l'électrification de la ligne Brive - Montauban. Du fait de la guerre, même si l'électrification a été réalisée en 1943, cette machine n'a été construite qu'en 1946. La caisse est inspirée de celle des dernières 2D2 construites.
Bien plus puissante que les locomotives type BB jusqu'alors utilisées, cette machine à adhérence totale doit préfigurer les engins utilisés en service marchandise sur la ligne Paris - Lyon, mais ses bogies à trois essieux risquent de poser problème sur les lignes sinueuse : c'est pourquoi un autre prototype, la BBB 6002, est également construit. Malgré des essais concluants, aucun de ces engins ne débouchera sur une série, les locomotives moyennes comme les BB 8100 (pouvant être couplées le cas échéant) semblant plus flexibles. La disposition d'essieux CC sera néanmoins reprise par les CC 7000 puis 7100 mais posera effectivement des problèmes d'agressivité envers la voie.
Restant à l'état de prototype, la CC 6001 est malgré tout restée à l'inventaire (dépôt de Limoges) jusqu'en 1967.