In mei 1936 begon de elektrificatie van het Middennet, dat bestond uit het elektrificeren van de spoorlijnen vanuit Den Haag, Rotterdam en Amsterdam, via Utrecht naar Arnhem en Eindhoven. Tijdens deze enorme operatie werd de maximale snelheid van het spoor verhoogd van 100 km/u naar 125 km/u. Op 7 mei 1938 werd het geëlektrificeerde Middennet in dienst genomen. De Nederlandsche Spoorwegen namen alle 90 Mat'36-treinstellen die in Maarn stonden te wachten tegelijk in dienst. Op 15 mei 1938 werd een 'starre dienstregeling' ingevoerd die mogelijk gemaakt was door de elektrificatie en de nieuwe treinen. In deze dienstregeling reden treinen voor het eerst op vaste tijden en vertrokken ze ieder uur of half uur. De reistijden werden hierdoor flink verkort. De Nederlandse pers was erg enthousiast en NS werd geprezen om de hoge snelheid, goede kwaliteit van haar nieuwe treinstellen en de verkorte reistijd. Na de elektrificatie van het Middennet ontstond bij NS de behoefte om hun eerste elektrische locomotieven te bestellen. Tijdens de Tweede Wereldoorlog plaatste NS in 1942 een bestelling bij de Zwitserse locomotievenfabriek in Oerlikon. De nieuwe locomotieven zijn afgeleid van de SBB Ae 4/6. Vanwege de oorlog konden de locomotieven niet geleverd worden en werd de levering uitgesteld.

Na de Tweede Wereldoorlog herstelde de Nederlandse economie snel. Hierdoor kon Nederland, deels met het Amerikaanse Marshallplan, in de wederopbouw veel nieuw spoorwegmaterieel aanschaffen. Nu grotendeels van het spoorwegnet ernstig is beschadigd, werd besloten om juist nu grote stappen te maken in het moderniseren van het spoorwegnet. Grote delen van het spoor werden geëlektrificeerd en het materieelpark werd flink gemoderniseerd met de komst van veel nieuw materieel. NS wilde houten rijtuigen en stoomlocomotieven voorgoed buitendienst stellen. Ook wilde NS het materieel dat na de oorlog als tijdelijke inzet uit legerdumps en elders uit Europa werd gekocht of gehuurd snel vervangen. In de jaren na de oorlog bestelde NS, tot aan 1960, 173 dieselrangeerlocomotieven (de series 200, 450, 500, 600 en 700), 286 diesellocomotieven voor op de hoofdbaan (de series 2200, 2400 en 2600, de 2600'en werden in 1958 al aan de kant gezet), 111 elektrische locomotieven (de series 1000, 1100, 1200 en 1300), 311 rijtuigen (de series Plan-D, Plan-E, Plan-K en Plan-N), 48 postrijtuigen (de series Pec, Plan-C, Plan-E en Plan-L), twee fietsrijtuigen (Dec-rijtuigen, de rijtuigen werden na één jaar omgebouwd naar Pec-postrijtuigen), 297 elektrische treinstellen (de series Mat'46, Mat'54 en Mat'57), 81 dieseltreinstellen (de series Plan-X en TEE DE4) en meer dan tienduizend nieuwe goederenwagons. Door al het nieuwe materieel nam NS in 1956 afscheid van het laatste houten rijtuig en reed NS nog uitsluitend met stalen rijtuigen. Ook reed de 3737 op 7 januari 1958 als laatste stoomtrein van NS van Geldermalsen naar het Spoorwegmuseum in Utrecht. Hier werd de locomotief door NS overgedragen aan het Spoorwegmuseum en opgenomen in de collectie. Nederland was een van de eerste landen in Europa waar stoomlocomotieven niet meer op het hoofdnet gebruikt werden. Bij bedrijven rangeerden stoomlocomotieven nog wel tot aan het begin van de jaren '70. De ex-WSM 23 rangeerde bij de Verenigde Coöperatieve Suikerfabrieken (VCS) in Zevenbergen en werd in 1970 als een van de laatste stoomlocomotieven buiten dienst gesteld.

Een van de locomotieven die na de oorlog tijdelijk naar Nederland kwam, was de elektrische locomotief van het type Class 76 met het nummer 6000. De locomotief reed tussen 1946 en 1952 in Nederland en werd daarna weer terug naar Engeland gebracht. Hiermee is de 6000 de eerste elektrische locomotief die in Nederland heeft gereden. De latere Class 77, die gebaseerd was op de Class 76, werd in 1969 verkocht aan NS. NS nam de serie in dienst als de NS 1500, waarvan de 1501 is bewaard.

De eerste locomotief van de nieuwe serie, de 1001, werd bij SLM te Winterthur in Zwitserland gebouwd en kwam in 1948 in Nederland aan. De eerste drie locomotieven, de 1001 t/m 1003, werden in Zwitserland gebouwd. De overige zeven locomotieven werden in Nederland door Werkspoor gebouwd om de industrie te helpen na de oorlog. De locomotieven, de 1001 t/m 1010, werden in 1948 en 1949 in dienst gesteld. De olijfgroene locomotieven hadden een hoge maximumsnelheid van 160 km/u. Al snel werd deze snelheid, door een onrustige loop en het warmlopen van de assen, verlaagd naar 100 km/u. Toen in de jaren '50 de elektrische locomotieven van de series 1100, 1200 en 1300 in dienst waren, werden de 1000'en door hun lage snelheid enkel nog voor goederentreinen gebruikt. Net als de andere elektrische locomotieven en rijtuigen werden de 1000'en in de jaren '50 Berlijns blauw met een zandgele sierstreep geschilderd. Later werd de snelheid zelfs verlaagd naar 80 km/u. Halverwege de jaren '70 was NS op zoek naar nieuwe locomotieven om de locomotiefvloot uit te breiden en de oude locomotiefseries 1000 en 1500 te vervangen. Tussen 1978 en 1981 bestelde NS bij Alstom 58 locomotieven die van het type BB 7200 zijn afgeleid. De locomotieven kregen de nummerserie 1600 en werden tussen 1981 en 1983 geleverd. De laatste 1000 werd in 1982 aan de kant gezet, de laatste 1500 werd in 1986 vervangen.

Het Spoorwegmuseum in Utrecht wilde geen locomotief van de serie 1000 bewaren. Om te voorkomen dat alle locomotieven van de eerste door NS bestelde serie elektrische locomotieven gesloopt zouden worden, zamelde de STIchting tot Behoud van Af te voeren Nederlands Spoorwegmaterieel (STIBANS) geld in om de 1010 van NS te kopen. STIBANS was in 1979 opgericht om Pec 8502, die dat jaar buiten dienst werd gesteld, te bewaren. Het Spoorwegmuseum wilde de Pec ook niet bewaren, gelukkig is het STIBANS gelukt om de Pec 8502 te bewaren. De 1010 moest van de NS-sporen verdwijnen en werd bij Werkspoor in Amsterdam op het terrein geplaatst. NS liet in 1985 de aansluiting naar het Werkspoor-terrein slopen en de 1010 moest verplaatst worden. De organisatoren van NS-150 wilden de 1010 tijdens de festiviteiten tentoonstellen. De locomotief werd in 1989 bij de NS-hoofdwerkplaats in Tilburg cosmetisch geconserveerd en opgeknapt en daarna naar Utrecht gebracht. Na NS-150 had het Spoorwegmuseum interesse in de 1010 en een jaar later werd de locomotief naar het museum in Utrecht gebracht. In 2009 ging STIBANS op in het Spoorwegmuseum. De Mat'36 252, 1010 en de Pec 8502 werden opgenomen in de collectie van het Spoorwegmuseum. De 1010 staat in zijn Berlijns blauwe kleur met een zandgele sierstreep in het Spoorwegmuseum. Helaas kost het rijvaardig maken van de 1010 zoveel geld dat dit geen optie is.

De NS 1010 heeft vanwege haar cultuurhistorische waarde de hoogste A-status toegekend gekregen binnen het Nationaal Register Railerfgoed.