日本国铁根据仙山线的试验结果，决定在主要干线扩大采用单相工频交流制的范围。1957年，为满足北陆本线的20千伏60赫兹交流电化的需要，成功研制了ED70型交流电力机车，标志着日本的交流电力机车进入实用化。1959年，日本国铁决定对运输量较大的东北本线黑矶以北区段实施交流电化，并开发研制一种对应20千伏50赫兹交流制的新型交流电力机车。这种机车的牵引性能需要满足东北本线的运用条件，必须能够单机牵引1000吨列车通过10‰的长大坡道，或双机牵引1200吨列车通过25‰的长大坡道。因此，功率等级为1500千瓦