Au début des années 70, la formule du turbotrain, bien que très récente, s'avère très prometteuse. Bénéficiant d'une énergie bon marché, elle permet d'atteindre des vitesses élevées sans avoir le problème du captage de courant, difficile à résoudre : en 1955 déjà, le couple caténaire - pantographe avait limité les CC 7107 et BB 9004 à 331 km/h.
Les chocs pétroliers de 1973 et 1974 remettent en cause ce choix, devenu très coûteux, alors même que la décision de construire une ligne nouvelle entre Paris et Lyon a été prise par le gouvernement du président Pompidou. Le recours à la traction électrique devient donc indispensable, le problème du captage de courant se pose à nouveau. Heureusement, les deux prototypes électriques livrés en 1978 donnent entièrement satisfaction, si bien que le service à 260 km/h peut débuter en 1981, avec même un record à 380 km/h.
Dès 1985, la décision de construire une seconde ligne vers la façade Atlantique est prise, avec une ouverture en 1989 et 1990 et un record à 515 km/h. Liée au Tunnel sous la Manche, la ligne Nord est mise en service en mai 1993, suivie par la section Lyon - Valence et le contournement Sud Est - Nord de Paris. Le succès ne se démentant pas, d'autres projets voient le jour, donnant lieu à la ligne Méditerranée en 2001, et Est en 2007. Actuellement, la première phase de la ligne Rhin Rhône est en chantier, avec une ouverture fin 2011.
La ligne Perpignan - Figueras, prête depuis 2009, n'appartient pas à RFF mais à un concessionnaire privé ; elle est entrée en service fin 2010.