Eind jaren '50 bestelde de Nederlandsche Spoorwegen bij Werkspoor 42 driedelige dieseltreinstellen om de vooroorlogse dieseltreinen van het type Mat'34 te vervangen. Tussen 1960 en 1963 bouwde Werkspoor in Utrecht DE3 / Plan U-treinstellen. De Plan U's kregen, net als de eerste treinseries uit de jaren '50 (de Mat'54, Mat'57 en de TEE DE4), een grote neus. De neus was bedoeld om de machinist beter te beschermen bij een aanrijding. Bij de bouw van de nieuwe DE3-treinen gebruikte Werkspoor veel technieken die voor het eerst bij de Hondekoppen en de TEE-treinstellen werden toegepast. Net als de DE4-dieseltreinen, waarbij centrale deursluiting voor het eerst bij NS werd toegepast, waren de Plan U's ook voorzien van dit nieuwe systeem. De DE3'en waren tevens voorzien van een omroepinstallatie en waren hiermee de eerste treinen van NS. De treinstellen hebben een diesel-elektrische aandrijving waarmee ze maximaal 130 km/u kunnen rijden. De Plan U's gebruikten dezelfde motoren als de TEE DE4-treinstellen. De Plan U's wogen 137 ton, wat voor zulke treinen relatief licht is. Dit werd bereikt doordat de constructies werden gelast en veel aluminium en kunststoffen werden gebruikt. Door hun lage gewicht konden de DE3'en sneller optrekken dan hun voorgangers. Voor de deuren waarbij de reizigers instappen, werden schuifdeuren bij de DE3-treinen toegepast. De technieken die bij de DE3-dieseltreinen werden gebruikt, zouden later door Werkspoor worden toegepast en verder verbeteren bij de elektrische Mat'64-stoptreinen. De Plan U-treinstellen waren mechanisch te koppelen met alle bestaande treinstellen van NS. Vanwege de vele nieuwe technieken konden ze echter niet elektrisch worden gekoppeld. De Plan U's kregen de nummers 111 t/m 152. De treinstellen beschikten over 24 eerste klas zitplaatsen en 168 tweede klas zitplaatsen. Vanwege hun rode kleur kregen de Plan U's snel de bijnaam 'Rode Duivel'. De schuifdeuren van de treinen waren bij aflevering ook rood geschilderd, later werden deze donkergrijs geschilderd. De NS 115 reed op 12 februari 1961 geheel zelfstandig vanuit Utrecht naar de klimaatkamer van de ORE in Wenen. Hier werd het treinstel getest onder extreem zware weersomstandigheden. In het begin werden de nieuwe treinstellen ingezet op de belangrijkste diesellijnen van Nederland. Dit waren de spoorlijnen Dordrecht – Geldermalsen, Zwolle – Emmen en Nijmegen – Roermond. Daarnaast, en vooral in hun latere leven, reden de Plan U's ook op de veel rustigere lijnen.

In de jaren '60 ging het slecht met de Nederlandse Spoorwegen. De reizigersaantallen liepen terug, omdat steeds meer mensen een auto konden kopen. Daarnaast liep het goederenvervoer ook terug door de opkomst van vrachtwagens en de vondst van het Groningse gasveld. Om de verliezen tegen te gaan, besloot NS flink te investeren in het rijden van meer treinen en het hele bedrijf een nieuwe, frisse huisstijl te geven. Het ontwerpbureau Teldesign, waar Gert Dumbar werkte als grafisch ontwerper, kreeg in 1967 van NS de opdracht om een geheel nieuwe huisstijl te ontwerpen. Gert Dumbar ontwierp het nieuwe logo en NS kreeg ook bedrijfsbreed een nieuwe, frisse kleur: geel. Alle treinen werden geel gemaakt, met onderling wel enkele verschillen. De stoptreinen kregen op elk rijtuig drie schuine blauwe strepen. Op 11 januari 1968 werd de eerste trein, voorzien van de opvallende gele huisstijl, gepresenteerd aan de pers. Het betrof een Mat'64-treinstel dat vers uit de fabriek kwam. NS wilde geen extra kosten maken om het rijdende materieel te voorzien van de nieuwe gele kleur. Daarom werd besloten om de treinen enkel te schilderen als ze voor andere werkzaamheden al in de werkplaats waren. Alle treinen kregen wel snel het nieuwe NS-logo op de originele huisstijl. Het duurde van 1968 tot eind jaren '80 tot alle treinen in de oude huisstijlen waren overgeschilderd of gesloopt. De 2275, die bewaard is gebleven, is hierop de uitzondering. De locomotief behield tot zijn buitendienststelling in 1994 de bruine kleur.

De DE3-dieseltreinen waren bij hun bouw voorzien van schuifdeuren. Deze gaven in de winter door de sneeuw veel problemen, waardoor ze volledig blokkeerden. In 1971 en 1972 werden alle Plan U's voorzien van zwenk-zwaai-deuren, hetzelfde type dat werd toegepast in de Mat'64-treinstellen. Begin jaren '80 kregen alle DE3'en een grondige revisie. Tijdens deze revisie kregen alle treinen onder andere nieuwe motoren van het type SACM 12-cilinderdieselmotor. De onderdelen van de oude motoren waren lastig te leveren. De nieuwe motoren hebben veel gelijkenissen met de motoren die werden toegepast in de 2400-locomotieven. Vier treinstellen, waaronder de 115, werden als proef voorzien van een nieuw type ramen. Voor deze 'sprinter'-ramen werd het casco van de treinstellen aangepast. De andere Plan U's kregen deze ramen niet; de vier treinstellen behielden ze wel.

Op 29 juli 1991 werd in de Europese Unie de nieuwe richtlijn 91/440/EEG aangenomen, waarin staat dat directe staatsexploitatie van spoorwegen werd verboden, er een scheiding moet zijn tussen de beheerder van de infra en de spoorwegmaatschappijen en dat nieuwe vervoerders treindiensten zouden moeten kunnen uitvoeren. In Nederland werd in 1992 de commissie-Wijffels aangesteld om te onderzoeken hoe dit in Nederland toegepast zou moeten worden. Er werd besloten om niet het hele spoorwegnet, zoals men in Engeland wel deed, te liberaliseren maar slechts de verliesleidende spoorlijnen aan te besteden. De niet-rendabele lijnen zouden vanuit de provincies worden aanbesteed en het bedrijf dat de goedkoopste dienst kon uitvoeren, won voor een aantal jaar de concessie. In samenspraak met de Nederlandse Spoorwegen kwamen ongeveer dertig nevenlijnen in aanmerking om te worden geprivatiseerd. De nieuwe vervoerder Oostnet reed op 24 mei 1998 de eerste trein op een van NS overgenomen baanvak. De private vervoerder nam de rijvaardige 180 en de 186 en het plukstel 164 over van NS om de dienst tussen Almelo en Mariënberg te rijden. Na de spoorlijn Almelo - Mariënberg werden meer onrendabele spoorlijnen aanbesteed. Vervoerder Syntus verzorgde vanaf mei 1999 de treindiensten tussen Doetinchem - Winterswijk en Winterswijk - Zutphen. Net als in Twente werd voor de treindienst dieselmaterieel van NS gebruikt. Totdat de nieuwe dieseltreinen van het type Lint 41/H van Syntus gereed waren huurde het bedrijf vier oude Plan U-treinstellen van NS. De nummers 113, 114, 115 en 125 werden vanaf 1999 door Syntus ingezet op de spoorlijn Arnhem - Winterswijk en Winterswijk - Zutphen. In 2001 werd de 125 gewisseld met de 112. Toen de nieuwe Linten gereed waren, leverde Syntus de gehuurde DE3'en in 2002 weer in.

In de jaren '90 bestelde NS 53 nieuwe tweedelige dieseltreinstellen van het type DM'90 om de oude Blauwe Engelen en de Plan U-treinstellen te vervangen. De nieuwe Buffels werden tussen 1996 en 1998 geleverd. In 1997 begon NS met het seriematig buitendienststellen van de DE3'en. Vanwege materieeltekort besloot NS het afvoeren van de Plan U's te stoppen en vijftien stellen zelfs grondig te reviseren. De treinstellen (waaronder de 121 en de 151) werden ontdaan van asbest, kregen geheel nieuwe dieselmotoren (gebouwd door Wartsila), de wisselstroomgenerator in de machinekamer werd vervangen door een Bredenoord-aggregaat in de bagageruimte, de treinen kregen een opvallende nieuwe koeling op het dak voor dit aggregaat en het interieur werd volledig vernieuwd. Tevens werden vijf treinstellen voorzien van het beveiligingssysteem ATB-NG. De revisies werden tussen 2000 en 2002 uitgevoerd. De treinstellen die ATB-NG ingebouwd kregen werden hernummerd naar de 191 t/m 195. De vijftien Plan U's werden ingezet op de volledig geëlektrificeerde trajecten Eindhoven - Weert en Zwolle - Groningen. De gereviseerde DE3'en nam NS eind 2003 al uit dienst. Hierdoor waren de treinen nog in een zeer goede staat toen ze aan de kant gingen. NS besloot de treinstellen te conserveren voor een eventuele verkoop.

De vervoerder Bratislavská regionálna koľajová spoločnost (BKRS) uit Slowakije had als eerste interesse in de oude Plan U's en besloot de stellen 116, 117, 125, 151, 191 en de 193 te kopen. De 125 en de 193 vertrokken op 11 mei 2007 als eerste naar Slowakije. De treinstellen werden ingesloten door twee koppelwagens en door de 1773 naar Bad Bentheim gebracht. In Slowakije werden de treinstellen, en de Nederlandse koppelwagens, in Bratislava geparkeerd. Nadat beide DE3'en waren aangekomen besloot BKRS toch niet voor de treinen te betalen. De treinen bleven in Bratislava staan en beide Plan U's en de koppelwagens werden uiteindelijk daar gesloopt. Na BKRS was het Roemeense Ferotrans geïnteresseerd in de Plan U's van NS. NS verkocht dezelfde stellen die aan BKRS waren verkocht en nog in Nederland waren gebleven. Ter vervanging van de 125 en de 193, die nog in Slowakije stonden, verkocht NS ook de 195 aan Ferotrans. De Stichting Historisch Dieselmaterieel kon hun rode DE3 113 ruilen met de 151 van NS. De 151 verkeerde namelijk in een veel betere staat dan de 113. Uiteindelijk bleek dat Ferotrans ook niet betaalde en NS liet de vijf Plan U's in 2019, samen met 37 1700'en en veertien DDM-rijtuigen slopen bij HKS Metals in Amsterdam.

Toen NS druk bezig was met haar Plan U-treinstellen te verkopen aan het buitenland kon de Stichting Historisch Dieselmaterieel in 2011 haar 113 ruilen tegen de 151 van NS. De 113 verkeerde in een veel slechtere staat dan de 151. De 113 is in de nacht van 21 op 22 februari 2009, toen het treinstel eigendom was van de Haarlem IJmuidense Spoorweg-Maatschappij (HIJSM), erg beschadigd geraakt door vandalen. NS zou na de ruil de rode 113 verkopen aan het Roemeense Ferotrans, maar dit ging later niet door. In 2019 is de 113 gesloopt. De SHD heeft na de ruil helaas zeer weinig tot niet aan haar 151 gewerkt. Het treinstel stond samen met de rest van het materieelpark van de Stichting Historisch Dieselmaterieel in Amersfoort opgesteld.

De Stichting 2454 CREW, opgericht door Michiel Dermois en Niels Bakker, nam in november 2019 de Plan U 115 over van de Stichting DE-III, die ook was opgericht door Michiel Dermois. In diezelfde maand werd ook de Plan U 151 van de Stichting Historisch Dieselmaterieel overgenomen. De stichting wilde de 115 restaureren om daarmee in opdracht van Roestrijden.nl mee te gaan roestrijden. Hiervoor werden doorgaans de Railexperts 1251 en de 2454 ingezet voor deze klus. De 151 stond inmiddels al 17 jaar aan de kant en zat volledig onder de graffiti en groene aanslag. Het plan was om de 151 te plukken om zo de 115 weer te restaureren en in rijvaardige staat terug te brengen. Vanwege het uiterlijk van de 151 ging men ervan uit dat deze motorisch net zo slecht zou zijn, maar het tegendeel bleek waar. Door zijn revisie in 2001 was de Plan U 151 motorisch nog in een zeer goede staat. Daarom werd besloten om juist de 151 te restaureren en de 115 te plukken. De stichting hield er altijd rekening mee dat de 115 later nog gerestaureerd zou kunnen worden. Na wat werkzaamheden startte de motor van de 151 vrijwel direct. Op 24 februari 2020 werd de Plan U door de NS 766 van Stichting Hondekop van Amersfoort naar Roosendaal gesleept. Hier werkte de 2454 CREW verder aan hun 151. Op 29 maart 2020 reed de 151 na jaren weer zijn eerste rit op de hoofdbaan. Tijdens zijn restauratie werd de 151 al ingezet om te gaan roestrijden. De Plan U werd eerst in Roosendaal gerestaureerd, daar had de stichting veel last van graffitispuiters. De Stoom Stichting Nederland in Rotterdam bood aan dat de 2454 CREW de 151 bij hen kon schilderen en de verdere restauratie daar af te maken. Bij zijn restauratie behield de Plan U de staat zoals NS hem op het einde van zijn leven heeft gereviseerd. De 151 is de enige gele bewaarde Plan U, de andere werden door spoorwegmusea allemaal rood geschilderd. Op 11 september 2020 was het eindelijk zover, de 151 maakte zijn eerste rit met een volledig gerestaureerde uiterlijk. Op de plek van de NS-logo's heeft Stichting 2454 CREW haar eigen logo's geplakt.