Depuis sa création en 1938, la SNCF pense que l'avenir du rail passe par l’amélioration des vitesses commerciales. Mais celle-ci ne peut exister que si l'on dispose de la puissance et des tracés nécessaires, or à cette époque la quasi-totalité des circulations s’effectue grâce à la traction vapeur. Mais l’apparition de la traction électrique au début des années 1920 et l’électrification des lignes Paris-Tours en 1926 et Paris-Le Mans en 1937 permet d’ouvrir de nouveaux horizons, celles-ci permettant désormais la traction de trains de voyageurs à la vitesse de 130 km/h puis 140 et 160 de manière soutenue ce que ne permettait pas la traction vapeur. Au fil des ans, de plus en plus de kilomètres de voies sont électrifiés.

En 1954, au cours d’essais avec du matériel en exploitation, on atteint pour la première fois la vitesse de 243 km/h en traction électrique, et l’année suivante le record est porté à 331 km/h.

L’ère de la grande vitesse a donc commencé et dés 1967 est mise en service la première liaison régulière à 200 km/h entre Paris et Toulouse par le "Capitole".

Mais malheureusement, cette vitesse semble être la limite que l'on puisse atteindre sur les lignes existantes. C'est donc à cette époque que prend corps le projet TGV pour deux raisons, la première, on sait désormais que la vitesse pratiquée sur les lignes existantes ne peut plus dépasser de beaucoup les 200 km/h, la seconde, c’est que les lignes desservant le sud-est, l’ouest et le sud-ouest de la France arriveront à saturation dans les dix à vingt prochaines années. La solution consisterait donc à doubler les voies existantes, mais ne permettrait pas de rouler plus vite.

En décembre 1966, le projet C03 est lancé par la SNCF. Sous ce nom de code se cache en fait un intitulé plus explicite : " Possibilités ferroviaires sur infrastructures nouvelles ". Il s’agit d’étudier une liaison Paris-Lyon par turbotrains sur ligne nouvelle pour une vitesse commerciale de 250 km/h. Ce projet donne une priorité à la traction thermique et ce pour différentes raisons. Tout d’abord le coût, en effet à cette époque le prix du baril de pétrole était très attractif et mettait le prix du kilowatt-heure à la moitié de celui produit par EDF, ensuite on évitait l’électrification de la ligne nouvelle et celle de Lyon-Grenoble, tout en s’affranchissant du problème non maîtrisé du captage du courant à grande vitesse. Et pour finir, une raison qui peut faire sourire de nos jours, mais à l’époque, l’utilisation du mot "turbo" était synonyme pour le grand public de progrès, de puissance, de vitesse et d'avenir.

Mais le choc pétrolier de 1973 changea radicalement les données du problème. La SNCF y réagit d'autant plus rapidement, car elle avait aussi envisagé l’option de la traction électrique et se retourne dés lors vers cette dernière pour des raisons évidentes d’économies. De plus, ce mode de traction offre deux avantages non négligeables, une puissance plus importante et disponible à chaque instant et le fait qu’il soit non polluant.(La SNCF produit elle-même, à partir d’usines hydroélectriques, 30% de son courant de traction).

En mars 1972, le prototype TGV 001 sort d'usine. C'est une rame articulée à traction thermique basée sur l’emploi de turbines aéronautiques, celle-ci ayant été commandée avant le retour à la solution électrique. Elle servira à valider toutes les innovations retenues pour les futures rames électriques, et battra même le record du monde de vitesse sur rails en traction thermique, dans Les Landes en décembre 1972, en roulant à la vitesse de 318 km/h.

Et en février 1976 la SNCF passe commande à ALSTOM  (ex Alsthom), le constructeur, de quatre vingt dix rames TGV sud-est et une option sur vingt autres. Ces rames seront aptes à une vitesse commerciale de 280 km/h.

La construction de la ligne nouvelle à grande vitesse entre Paris et Lyon, quant à elle, débute en décembre 1976 et devra être terminée pour la fin 1980.

L’ère de la grande vitesse ferroviaire a donc officiellement commencé et la SNCF confirme la position prépondérante que la France occupe dans le Monde en matières d’innovations techniques.