1979 und 1980 wurden 5 Vorserienmodelle der Baureihe 120 an die DB ausgeliefert, die intensiv erprobt wurden. Revolutionär war der Antrieb über Drehstrommotoren, wobei der Drehstrom durch Leistungshalbleitertechnik aus dem Wechselstrom der Oberleitung erzeugt wurde.
Als gedachte Universallokomotiven kamen die Prototypen vor Güter-, Nahverkehrs- und Fernzügen zum Einsatz.
Später konzentrierte sich der Einsatz mehr auf Fernzüge, Güterzugeinsätze wurden selten.
Ab 1987 erfolgte die Auslieferung der Serienmaschinen im neuen orientroten Farbschema.
2005 erwarb DB Systemtechnik zwei Lokomotiven von DB Fernverkehr, die jedoch zeitweise wieder von DB Fernverkehr ausgeliehen wurden.
2020 wurden alle Lokomotiven der Baureihe 120 bei DB Fernverkehr aus mehreren Gründen abgestellt. U.a. die Lokomotivbaureihen 101, 145, 152, 185, 186 und 189 sowie die ICE-Triebzüge haben die innovative Drehstromtechnik der Baureihe 120 übernommen.