Tijdens de wederopbouw na de Tweede Wereldoorlog herstelde het vliegverkeer, net als de spoorwegen, razendsnel. Door het comfort en de snelheid waarmee vliegtuigen grotere afstanden kunnen afleggen, verloren de spoorwegen reizigers aan het vliegtuig. Om beter te kunnen concurreren bedacht de toenmalig president-directeur van de Nederlandsche Spoorwegen, dr. F.Q. den Hollander, in 1953 om West-Europa met een netwerk van snelle en zeer luxe treinen te verbinden. NS ontwikkelde samen met zes andere nationale spoorwegmaatschappijen een netwerk van snelle en zeer luxe treinen die overdag de belangrijkste Europese steden met elkaar verbonden. Het netwerk kreeg de naam Trans Europ Express. Alle TEE-treinen van de verschillende maatschappijen kregen het nieuwe TEE-logo en de opvallende rood-crème kleurstelling. De treinmaatschappijen gebruikten voor de verbindingen verschillende treintypes. De TEE-treinen hadden enkel eerste klasse zitplaatsen en op de treinen was veel personeel aanwezig voor de bediening. Omdat snelheid het belangrijkste was om tegen het vliegtuig te kunnen concurreren, stopte de TEE alleen in de hoofdsteden. Meneer Den Hollander bedacht dat de douane mee met de trein reed, waardoor de TEE-treinen niet aan de landgrenzen hoefden te stoppen. De TEE-treinen reden maar één, hooguit twee, keer per dag. Een enkele reis met de TEE-treinen van NS zou in 2025 1850 euro kosten (omgerekend kostte het toen ongeveer 400 gulden). In het begin werd ervoor gekozen om de TEE-diensten altijd met dieseltreinstellen te rijden doordat, veel grensbaanvakken nog niet voorzien waren van bovenleiding en landen verschillende bovenleidingspanningen gebruikten. In 1957 werd het baanvak tussen Roosendaal en het Belgische Essen als eerste grensbaanvak tussen twee landen in Europa voorzien van bovenleiding. Er werd gekozen voor treinstellen, omdat dit bij kopmaken tijd bespaarde ten opzichte van een locomotief die zou moeten omlopen.

De NS liet samen met de Zwitserse SBB in de jaren '50 nieuwe dieseltreinstellen voor de nieuwe TEE-verbinding ontwerpen en bouwen. De kop van de treinen is in Nederland ontworpen door Werkspoor Utrecht en de vorm van de rijtuigen door het Zwitserse SIG. De nieuwe treinstellen bestonden uit drie rijtuigen en een motorrijtuig. De treinstellen hadden een maximumsnelheid van 140 km/u. Elk treinstel had enkel eerste klasse zitplaatsen en had plaats voor 114 reizigers. In een deel van de trein mocht gerookt worden. Er reed altijd een monteur mee met de treinstellen, hierdoor waren de treinen zeer betrouwbaar. De treinstellen waren ook voorzien van een restauratierijtuig met een zeer uitgebreide keuken waarin 32 reizigers konden dineren. Er werden vijf treinstellen gebouwd. Werkspoor bouwde de motorwagens en SIG de andere rijtuigen. Drie treinstellen werden bij NS onderverdeeld en SBB kreeg twee treinstellen. Bij NS kregen de treinstellen het type DE4 en de nummers 1001 t/m 1003 en bij SBB de serie-aanduiding RAm en de nummers 501 en 502. Vanaf 1957 werden de TEE-treinenstellen ingezet op Amsterdam – Brussel – Luxemburg – Zürich (TEE Edelweiss), Amsterdam - Brussel - Parijs (TEE Étoile du Nord) en Brussel Zuid - Parijs (TEE L'Oiseau bleu). Hiermee reden de vijf treinstellen door vijf verschillende landen. De drie verbindingen waar de DE4 / RAm-treinstellen op reden waren samen met andere TEE-diensten de eerste die werden opgestart.

Het TEE-netwerk breidde zich snel uit en was een groot succes. De TEE zette een hoge standaard voor internationale langeafstandstreinen in Europa. Vanaf de jaren '60 elektrificeerden steeds meer Europese landen de grensovergangen, waardoor dieseltreinstellen niet meer nodig waren. Ook werden elektrische locomotieven ontwikkeld die onder verschillende stroomsoorten konden rijden, waardoor bij de grens niet meer van locomotief gewisseld zou moeten worden. De nieuwe elektrische treinstellen en meerspanningslocomotieven met rijtuigen waren tevens sneller dan de oudere TEE-dieseltreinstellen, waardoor de dieseltreinstellen werden vervangen. Locomotieven met rijtuigen zijn tevens flexibeler in te zetten en daardoor goedkoper. Het TEE-netwerk breidde zich verder uit en halverwege de jaren '70 was de TEE op zijn hoogtepunt. Vanaf de jaren '70 zetten meerdere nationale spoorwegmaatschappijen aan de hand van het succes van de TEE meer internationale langeafstandverbindingen op, onder de naam EuroCity. Deze nieuwe EuroCity-verbindingen waren wel voorzien van tweede klasse zitplaatsen, in tegenstelling tot de TEE-treinen die enkel eerste klasse plaatsen hadden. Daarnaast reden de TEE-treinen slechts één of twee keer per dag en de nieuwe treinen reden veel vaker. Tevens kwamen in Europa de eerste hogesnelheidstreinen op. In Frankrijk reed de SNCF onder de naam Train à Grande Vitesse (afgekort TGV) en in West-Duitsland reed DB onder de naam Intercity-Express (afgekort ICE). Door deze nieuwe treindiensten verloor de TEE veel reizigers en werden TEE-verbindingen opgeheven. In 1987 werden de laatste paar overgebleven TEE-diensten beëindigd.

In 1971 ontspoorde de TEE RAm 501 toen hij onderweg was van München naar Zürich, doordat hij met een snelheid van 130 km/u door een bocht reed die was aangelegd voor maximaal 80 km/u. Een schienenbus botste daarna tegen de ontspoorde TEE. Tijdens deze ramp vielen 28 doden, waarvan beide machinisten, en 42 zwaar gewonden. De RAm 501 werd na dit ongeval gesloopt. Op 25 mei 1974 reden de vier overgebleven NS / SBB treinstellen hun laatste rit. De vier treinstellen werden na 17 jaar dienst terzijde gezet en te koop aangeboden. De Canadese spoorwegmaatschappij Ontario Northland Railways (ONR) kocht in 1976 de vier treinstellen. De vier oude TEE-dieseltreinen werden in Nederland klaargemaakt voor hun inzet in Canada. De TEE-huisstijl werd overgeschilderd in de geel-blauwe kleuren van ONR met de tekst 'Northlander'. In maart 1977 werden de eerste treinstellen op de boot gehezen in Rotterdam. De treinstellen werden in Canada ingezet tussen Toronto en Moosonee. De Europese dieseltreinstellen waren niet bestand tegen de Canadese kou en de motoren vroren kapot. Ook waren de Canadese technici niet bekend met de Europese technieken, waardoor de treinen erg onbetrouwbaar waren. Na twee jaar werden de motorwagens vervangen door diesellocomotieven van het type FP7 van ONR. De rijtuigen werden voorzien van extra isolatie door middel van glaswol en de ruiten werden vervangen door zonwerende thermopane ruiten. De gasolietanks van de verwarmingsinstallatie onder de rijtuigen werden ook extra geïsoleerd. Alle vier de motorwagens werden in 1984 gesloopt. De rijtuigen hebben tot 1992 dienstgedaan bij Ontario Northland Railways. De rijtuigen werden terzijde gesteld in afwachting van eventuele kopers.

Vijf jaar later kocht de Zwitserse TEE-Classics in 1997 vijf rijtuigen van de oude NS DE4-serie en haalde ze terug naar Europa. TEE-Classics had de drie rijtuigen van voormalig treinstel 1003 gekocht waarmee, naast de ontbrekende motorwagen, een compleet treinstel ontstaat. Ook hebben ze een eersteklasserijtuig van treinstel 1001 en een stuurstandrijtuig van treinstel 1002 gekocht. Het doel was om een nieuwe motorwagen te bouwen en zo weer een compleet treinstel te recreëren voor inzet in Zwitserland. De stichting kreeg de rijtuigen niet naar Zwitserland vanwege de aanwezige asbest in de rijtuigen en de hoge invoerheffingen. De rijtuigen werden noodgedwongen in het Duitse Heilbronn opgesteld. Op 27 april 2006 werd in Nederland de Stichting TEE Nederland eigenaar van de vijf rijtuigen. Ook de stichting wil graag een replica-motorwagen bouwen en het treinstel rijvaardig krijgen op het Nederlandse spoor. Op 25 juni hetzelfde jaar kwamen de TEE-rijtuigen achter de speciaal bestickerde 1312, van het Spoorwegmuseum, Nederland binnen. Vanuit Heilbronn (Duitsland) kwam de trein via Emmerich aan in Zwolle. Stichting TEE Nederland begon aan het optisch opknappen van de rijtuigen, de meeste rijtuigen kregen de originele TEE-kleurstelling. Ze gebruikten de werkplaats in Zwolle om aan de trein te werken. Op 2 juni 2007 was het vijftig jaar geleden dat de eerste TEE-trein in dienst werd gesteld. Voor de gelegenheid werd een kopbak in de originele kleur geschilderd. Op de kop werden de jaartallen 1957 en 2007 geplaatst. De trein was te zien tijdens de opendag in de werkplaats Zaanstraat. Toen de werkplaats in 2009 sloot, werd de TEE naar Watergraafsmeer gebracht. Op 16 november 2010 werden vier van de vijf rijtuigen naar Dijksgracht gebracht. De restauratiewagen bleef op Watergraafsmeer staan. Stichting TEE Nederland kon op Dijksgracht niet meer aan de trein werken.

Doordat de rijtuigen op Dijksgracht stonden met weinig toezicht, grepen vandalen hun kans. De trein zat onder de graffiti, ruiten waren ingeslagen en van binnen zijn de rijtuigen kaalgeplukt. Ook verbleven er daklozen in de rijtuigen. ProRail maakte plannen om de opstelsporen op de Dijksgracht weg te halen en er een vrije kruising te bouwen. Het opstelterrein Dijksgracht werd leeggehaald, de TEE bleef als laatste over. In december 2020 werd bekendgemaakt dat de Stichting TEE Nederland vanwege de coronacrisis en de erg verslechterde gezondheid van de voorzitter, Dick Rensema, stopte. Dick Rensema, de oprichter van de Stichting TEE Nederland, overleed begin 2022. De TEE en de Stalen D 157 107 werden opgenomen in de collectie van het Nederlands Transport Museum. Railexperts werd ingeschakeld om de TEE naar Zaanstraat te brengen, vanaf daar zouden de rijtuigen per vrachtwagen verder gaan. Op 4 augustus 2021 werd voor het eerst sinds 2010 weer gewerkt aan de TEE. Op 19 augustus kwam de trein weer in beweging. De vier rijtuigen werden door de Railexperts 9901 en de Stichting Mat'64 904 van Dijksgracht naar Watergraafsmeer gebracht, daar stond nog het vijfde rijtuig. De 904 werd gebruikt als remwagen. Op de Watergraafsmeer rangeerde de 2454 van Stichting 2454 CREW het vijfde rijtuig tussen de vier rijtuigen. Op 23 augustus werden twee rijtuigen van Watergraafsmeer naar Zaanstraat gebracht. Een dag later volgden de andere drie rijtuigen. Vanaf Zaanstraat werden de rijtuigen per dieplader naar Nieuw-Vennep gebracht, waar ze op 24 en 25 augustus aankwamen. De rijtuigen werden op het buitenterrein van het NTM geplaatst. Bij het Nederlands Transport Museum is het TEE-team meteen begonnen met het van buiten opknappen van de TEE. De vijf TEE-rijtuigen waren het pronkstuk van het NTM. Het museum wilde dat de rijtuigen van buiten werden geschilderd en de interieurs hersteld zouden worden.

Het uiteindelijke plan van het Nederlands Transport Museum is om de TEE DE4 weer in rijvaardige staat op het spoor te brengen. Hiervoor wil men een Engelse Class 37-locomotief verbouwen tot een replicamotorwagen. Met de motorwagen wil het NTM samen met de drie rijtuigen van NS-treinstel 1003 weer het vierdelige treinstel 1003 terug in dienst stellen. Het eerste klasrijtuig van treinstel 1001 en het stuurstandrijtuig van treinstel 1002 wil de stichting mogelijk plukken of afstoten. British Rail liet tussen 1960 en 1965 in totaal 309 diesellocomotieven bouwen van de serie Class 37. De locomotieven hebben twee zesassige draaistellen die qua formaten en afstand van elkaar erg in de buurt komen van de TEE-motorwagen. Het museum had nog geen specifieke Class 37 op het oog om te kopen, omdat deze locomotieven in Engeland nog in actieve dienst rijden en hierdoor te duur zijn om te kopen. In Engeland zijn een aantal exemplaren voorzien van het beveiligingssysteem ETCS, het systeem dat uiteindelijk ook in Europa de standaard gaat worden. Het museum heeft, onder andere met de TU Delft, onderzocht of de nieuwe motorwagen op waterstof aangedreven zou kunnen worden. Dit past beter bij de milieu-eisen van tegenwoordig en het project zou hierdoor mogelijk extra subsidie kunnen krijgen. Hoewel de complete ombouw van een Class 37-locomotief erg lastig is, heeft men in Engeland bewezen dat het niet onmogelijk is. Daar wordt sinds 2010 aan het Baby Deltic Project gewerkt om de zesassige Class 37-locomotief 37372 om te bouwen naar de vierassige replicalocomotief D5910 van de serie Class 23.

Op 6 maart 2023 sloot het Nederlands Transport Museum, omdat het pand waar het in zat in Nieuw-Vennep gesloopt moet worden voor woningbouw. Het museum is lang op zoek geweest naar een nieuwe locatie. Helaas lukte het niet en op 21 februari 2025 kwam het nieuws naar buiten dat het Nederlands Transport Museum ophoudt te bestaan. Het NTM zat vanaf 2017 in het pand in Nieuw-Vennep; ze huurde het pand via een anti-kraakconstructie. Een groot deel van de collectie werd via onlineveilingen verkocht. De TEE, WD 70033 en de USATC 2200055 en andere belangrijke collectiestukken werden niet via een veiling verkocht. Voor deze historische treinen werd een nieuwe eigenaar gevonden. Een vrijwilliger van het TEE-team, Bas Bonhoff, nam het initiatief om de Stichting Trans Europ Express op te richten. Hij vroeg Quintus Vosman om voorzitter van de nieuwe stichting te worden. Op 13 mei 2025 werd bekend dat de kersverse Stichting Trans Europ Express de vijf TEE-rijtuigen heeft overgenomen. Stichting Trans Europ Express vond na een lange zoektocht een nieuwe locatie voor de TEE bij het bedrijf ESBnoord in het Groningse Leek. Op 16 juni werden beide stuurstandrijtuigen overgebracht. Een dag later volgden het restauratierijtuig en de twee zitrijtuigen. Op 18 juni kwamen de laatste rijtuigen in Leek aan. In Leek staan de rijtuigen ook op een buitenterrein opgesteld waar de vrijwilligers aan de rijtuigen werken. Net als de TEE-Classics, Stichting TEE Nederland en het Nederlands Transport Museum wil de Stichting Trans Europ Express het treinstel weer rijvaardig krijgen. Hiervoor moeten drie van de vijf rijtuigen worden gerestaureerd en een nieuwe motorwagen, door middel van een Class 37, gebouwd worden. De stichting wil het treinstel weer in meerdere Europese landen toegelaten krijgen. Voor deze toelating moet de trein aan de moderne toelatingseisen voldoen. De totale kosten liggen tussen de vijf en zeven miljoen euro. Dit enorme bedrag hoopt men onder andere via Nederlandse en Europese subsidies bij elkaar te krijgen.

Ondanks dat de motorwagen nog ontbreekt heeft de TEE DE4 NS 1003 vanwege haar cultuurhistorische waarde de hoogste A-status toegekend gekregen binnen het Nationaal Register Railerfgoed.