Au début des années 50, la reconstruction du réseau étant presque achevée, le remplacement des petites locomotives à vapeur devient urgent : ces engins sont très onéreux, alors que la concurrence routière est sans cesse plus forte. La société Brissonneau et Lotz propose alors une locomotive BB simple et fiable, capable d'assurer la plupart des services sur les lignes secondaires. Elles sont inspirées des BB 60031 à 33, commandées par le PLM en 1937.
Le succès est immédiat, la traction à vapeur n'en a plus que pour 20 ans à vivre. De nombreuses version dérivées ont vu le jour en France et ailleurs dans le monde. A partir de la 040 DE 109 (devenue BB 63109 en 1962), la puissance passe à 700 Ch., puis à 725 Ch. après la 63195.
Présentes sur l'ensemble du réseau français, principalement utilisées en service marchandise, le cas échéant utilisées en Unité Multiple (UM, seulement pour certaines sous séries), ces locomotives assurent également à leur début de carrière des trains de voyageurs omnibus sur bon nombre de petites lignes aujourd'hui fermées. Ce type d'utilisation disparut pendant les années 70, mais la série conserva une forte utilisation en manœuvres marchandises, voyageurs et travaux. Leur faible puissance a accéléré leur déclin par rapport à leurs jumelles les BB 63500 : les radiations ont commencé en 1993, seuls subsistèrent encore jusqu'à fin 2011 quelques unités réservées aux trains de travaux (activité Infrastructure) et aux manœuvres de rames voyageurs vides. Entre 1989 et 1992, 19 engins ont radicalement transformés en truck moteur TBB 64800.
| Année | 1953 | 1954 | 1955 | 1956 | 1957 | 1958 | 1959 | 1960 | 1961 | 1962 | 1963 | 1964 |
| Mises en service | 7 | 30 | 36 | 24 | 19 | 39 | 3 | 0 | 34 | 3 | 45 | 10 |
| Parc total en fin d'année | 7 | 37 | 736 | 97 | 116 | 155 | 158 | 158 | 192 | 195 | 240 | 250 |
| Année | 1989 | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
| Transformations en TBB 64800 | 5 | 4 | 4 | 6 | |||||||||||||||||||
| Réformes | 67 | 0 | 4 | 49 | 7 | 4 | 10 | 3 | 1 | 0 | 22 | 23 | 14 | 11 | 3 | 3 | 2 | 1 | 2 | ||||
| Parc restant en fin d'année | 245 | 241 | 237 | 231 | 164 | 164 | 160 | 111 | 104 | 100 | 90 | 87 | 86 | 86 | 64 | 40 | 26 | 15 | 8 | 5 | 3 | 2 | 0 |
D'rigine peintes en vert très sombre avec des bandes jaune jonquille, la livrée des BB 63000 a changé dès le début des années 60 vers une variante encore visible de nos jours : des teintes plus claires avec davantage de bandes jaunes (horizontales et verticales). Au début des années 80, les engins destinés principalement à des services de manœuvres reçoivent la livrée dessinée par Paul Arzens pour les Y 8000 : orange clair avec un toit, le châssis et des capots marron foncé, et une bande grise. A la fin de la décennie, le orange devient plus foncé, cette teinte ayant un meilleur vieillissement (à cette occasion le logo SNCF change, avec suppression des plaques en relief frontales et latérales). Vers 2003, la BB 63226, encore en service pour manœuvrer les rames vides à Dijon, reçoit à titre isolé une livrée gris métallisé avec une bande bleue sombre et le marquage TER. Cette machine a été conservée par un chemin de fer touristique après sa radiation.