日本海縦貫線・常磐線などで1968年（昭和43年）から長年使用されてきた交直両用電気機関車EF81形の取替えを目的に開発された。日本海縦貫線は区間内が直流・交流 (60 Hz) ・交流 (50 Hz) の異なる方式で電化され、これまで同区間を通して運転される機関車牽引列車はEF81形を使用してきた。JR移行直後から後継機の開発が開始され、同区間用として1990年（平成2年）にEF500形が試作された。定格出力 6,000 kW の同形式は輸送量に比べ過大な出力や技術上の問題などで量産に至らず、輸送量に適合した性能を有する新型機関車の開発が以後の課題とされた。東海道・山陽本線を主とする直流電化区間用としては、運用コストを適正化した形式として同時期にEF210形が製作された。同形式の設計を基にして交直両用機の開発が進められ、2002年（平成14年）1月に三菱電機・川崎重工業で先行量産車の1号機が完成した。これがEF510形である。同年2月から10月に行われた基本性能の確認試験及び営業編成を使用した営業運転確認を踏まえて本形式は2003年（平成15年）から量産を開始し、老朽化の進むEF81形を徐々に淘汰しつつある。0番台に関しては、公募によって、同時期に登場したEH200形の「ECO-POWER ブルーサンダー」と対をなす形で「ECO-POWER レッドサンダー」の愛称が付けられている。JR貨物が設計・製造する機関車は先行試作車に900番台を付番しているが、本形式は先行量産車が1号機となっており、900番代が存在しない唯一の形式である。
昭和38年、美智代とその息子・守は東京から故郷である福岡の炭鉱町に戻ってきた。ある日、守は地元の悪ガキたちからいじめられていたところを信さんという少年に助けられる。両親を亡くし叔父夫婦に育てられそれまで周りから厄介もののような扱いを受けてきた信さんであったが、この事件をきっかけにあたたかく接してくれる美智代のやさしさに触れ、はじめて自分を認めてくれた美智代に対してやがて特別な感情を抱くようになる。
1999年10月8日、全日本キックボクシング連盟（AJKF）興行でプロデビューし、森下知之にKO勝ち。デビュー後6連勝し、2001年1月4日に全日本フェザー級王座決定戦で遠藤慎介と対戦予定であったが、膝関節捻挫で欠場となった。2001年4月6日、AJKF興行で立嶋篤史と対戦し、5Rに右アッパーの連打でKO勝ち。試合後、「信じられない。何百回もビデオを見てきた立嶋選手に勝てるなんて。できれば何度でも闘いたい。肘は凄く効いた。世代交代なんて、まだまだですよ」と語った。2002年3月30日、マーシャルアーツ日本キックボクシング連盟のトーナメント1回戦でJ-NETWORKフェザー級王者増田博正に右ミドルキックでKO勝ちするも、右足首を負傷し準決勝を辞退した。2003年1月4日、AJKF興行で王者林亜欧に右フックでKO勝ちし、デビュー以来10連勝で全日本ライト級王者となった。2003年6月、全日本ライト級最強決定トーナメント2003で優勝。2004年6月18日の全日本ライト級最強決定トーナメント決勝大会を左膝内側半月板を損傷のため欠場した。同年9月に全日本ライト級王座を返上した。2004年10月、ムスタファ・ズィアーニに判定勝ち。連続ＫＯ勝利記録がストップ。2005年1月4日、AJKF興行で王者小林聡にフック連打でKO勝ちし、デビュー以来18連勝でWPKC世界ムエタイライト級王者となった。試合後、「怖かった。早く試合から解放されたかった」と振り返えり、「勝っても負けても引退しようと思っていた。怪我も多いし、モチベーションを上げるのが大変」と語った。2005年12月19日、タイ・オームノーイスタジアムでチョンレック・ゲオサムリットと対戦。2Rに肘打ちでダウンし、4Rには膝蹴りで2度ダウン後、レフェリーストップで4RTKO負け。プロ初黒星となった。大会後、「タイで自分の強さを知りたい。ボコボコにされて限界を感じたら教える側に回る」と話した。2007年3月、増田博正にカウンタースタイルにカウンタースタイルを合わされダウンを奪われ判定負け、日本人に初敗戦。2007年8月、全日本キック60kgトーナメント2007の1回戦で、カノンスック・ウィラサクレックにＫＯ勝ち。2007年10月、トーナメント準決勝で、前田尚紀に判定勝ち。トーナメント決勝で山本真弘に、ローキックにパンチのカウンターを合わされダウンを奪われ判定負け。2008年7月7日、K-1 WORLD MAX 2008 FINAL8でデビット・ドゥージャと対戦し、3R左フックでのKO勝ちでK-1デビュー戦を白星で飾った。試合後、「2Rまでみっともない試合をしてしまいました。今日は30点、20点ぐらい。次は100点の試合をします」とコメントした。試合前には谷川貞治に「大月君は凄いですよ〜!全盛期のラモン・デッカーみたいな雰囲気がありますね。大月選手には才能を感じますね」と期待されてのK-1参戦となった。2008年10月1日、K-1 WORLD MAX 2008 FINALで梶原龍児と対戦し、判定勝ち。谷川には「K-1でいい試合をやってないのでオープニングファイトからやり直してもらいます。」と酷評された。2009年3月14日、K-1ルールの大会「Krush.2」で石川直生と対戦し、右フックでKO勝ちを収めた。2009年7月、Ｋrushライト級トーナメント2009の1回戦で岩切にＫＯ勝ち。準々決勝で山本真弘に判定負け。2010年1月25日、「Survivor 〜Round.3 立川隆史・引退記念興行〜」で久保優太と2分2Rのスペシャルエキシビションマッチを行った。2010年5月2日、K-1 WORLD MAX 2010 〜-63kg Japan Tournament 1st Round〜で松本芳道と対戦し、3Rに右ストレートでダウンを奪われるなどして判定負け。