Les essais menés depuis le milieu des années 60 sur les redresseurs de courants à thyristors devenant concluants, les BB 15000 ont pu apparaître dès 1971. Une déclinaison pour le courant continu (la BB 7003) est lancée en 1974 ; après sa mise au point, une commande est passée pour donner lieu à une nouvelle série : les BB 7200, livrées à partir de 1976. Des commandes ont également lieu aux Pays Bas.
La première tranche de 35 machines est destinée à remplacer les 2D2 encore utilisées sur le Sud Ouest. Les tranches suivantes couvriront aussi les nouvelles électrifications (rive droite du Rhône, Maurienne, val de Garonne, côte Vermeille) et à remplacer toutes les locomotives provenant des anciens réseaux encore fréquemment utilisées en services de ligne.
Toutes les BB 7200 sont livrées avec un rapport d'engrenages donnant une vitesse limite de 180 km/h (en pratique 160 km/h). Vu leurs performances, elles rivalisent sans problème avec les BB 9200 et 9300, voire même les CC 6500. Vu leurs caractéristiques, elles sont utilisées tant en tête de trains rapides de voyageurs que de lourds convois marchandises.
De nombre 1978 à juin 1979, la première tranche (7201 à 7235, aux cabines plus petites) reçoit de nouveaux bogies : elles deviennent limitées à 100 km/h, et permettent remplacent des UM de BB ex PO Midi. La même manœuvre aura lieu immédiatement après la sortie d'usine en 1981-1982 de la tranche 7343 à 7380, pouvant circuler en unités multiples, et lors de la livraison des 7410 à 7440 en 1984-1985, destinées à la ligne de la Maurienne (UM et freinage rhéostatique) : ces machines sont construites avec des bogies type 160 km/h, qui sont échangés juste après la marche d'essai en sortie d'usine avec les bogies des BB 22201 à 22268 alors limitées à 100 km/h. Dédiées au trafic fret, ces machines peuvent toujours remorquer des rames de voitures voyageurs en cas de nécessité (ligne de train 1500 V).
Malgré l'essor du trafic TGV Sud Est puis Atlantique, les BB 7200 gardent une activité soutenue, en remplaçant toutes les séries antérieures à 1950. Les 7261 à 7263, reçoivent au début des années 90 des bogies permettant de rouler à 200 km/h (provenant de trois des BB 22351 à 22360) et sont alors dédiées à la traction des trains Talgo Paris - Madrid et Paris - Barcelone. En 1999, lors de la répartition du parc entre les activités de la SNCF, une bonne partie de la série est affectée au trafic marchandises, dont le trafic a fortement chuté depuis.
Depuis 2006, des locomotives sont mutées à l'activité TER pour remplacer les BB 9200 et BB 9700 arrivant en fin de vie, et sont à cette occasion transformées avec réversibilité, climatisation des cabines et livrée "en voyage". Une quinzaine de machines sont aussi prévues pour l'Ile de France et probablement la région Centre (remplacement des BB 8500) avec adaptation à une extrémité pour la réversibilité par câblots des voitures VB2N et VO2N ; la première machine est en cours de transformation et sortira fin 2010 et la sous série sera peut être renumérotée dans la série 7600 pour éviter toute confusion avec les BB 27300.
L'activité Fret, ayant des engins actuellement garés sans emploi, a décidé d'échanger les bogies entre les BB 7201 à 7235 (aux petites cabines jugées peu confortables) et des engins "grandes cabines" afin d'obtenir un parc plus homogène et mieux adapté à la traction de trains lourds. Une dizaine d'unités de la première tranche, pouvant à nouveau rouler à 160 km/h, sont ainsi transférées à l'activité TER et remplacent des BB 9200 et 9300 ; par contre, les autres machines de la tranche sont radiées à partir de septembre 2011. Quelques machines plus récentes mais toujours limitées à 100 km/h sont, elles, affectées aux remontes de rames vides en remplacement des BB 88500 (mi 2013, 14 machines étaient dans ce cas).
Quant aux trois machines aptes à 200 km/h, la pose de bogies limités à 160 km/h prélevés sur des BB 22200 radiées a d'abord été envisagée mais elles ont été finalement radiées en septembre et octobre 2012, le parc moteur de la SNCF étant surabondant et des BB 26000 en surnombre les remplaçant avantageusement.
Tout comme les BB 22200, une "opération bloc" consistant en la révision complète du bloc électrique central est envisagée lorsque la machine atteint 33 ans. Elle s'accompagne éventuellement de reprises de peinture, la livrée "béton" (parfois encore avec les plaques en relief d'origine) étant conservée. Les machines pour lesquelles une telle opération n'est pas prévue seront donc automatiquement retirées une fois arrivée à 33 ans.
Courant 2015, le Fret a réformé ses dernières machines inaptes à l'UM et a entamé le retrait de celles qui en sont capables (tranches 7343 - 7380 & 7411 à 7440), seules 28 engins devant être conservés après avoir bénéficié d'un passage en opération Caisse (OC), leur faisant revêtir la livrée grise.
| Année | 1976 | 1977 | 1978 | 1979 | 1980 | 1981 | 1982 | 1983 | 1984 | 1985 |
| Mises en service | 12 | 23 | 28 | 17 | 29 | 51 | 41 | 9 | 15 | 15 |
| Parc total en fin d'année | 12 | 35 | 63 | 80 | 109 | 160 | 201 | 210 | 225 | 240 |
Toutes les machines ont été reçues avec la nouvelle livrée gris béton à motifs orange. Les plaques en relief avec le numéro et le logo SNCF (capots et faces latérales) ont été déposés lors des passage en "Opération Caisse" mais quelques locomotives de la dernière tranche sont encore en décoration d'origine.
Quelques unités ont reçu la livrée Multiservices / Corail + ou Fret ; plus récemment d'autres (dont toutes celles transformées pour devenir réversibles) ont reçu la livrée "en voyage". Enfin, la BB 7321 a reçu une livrée spécifique TER Bourgogne : gris métallisé avec une cabine rouge et une cabine jaune.
Les machines destinées à la banlieue parisienne (BB 7600) reçoivent lors de leur transformation une livrée bleu foncé analogue à celle des BB 27300.
