SSJ3是韶山交3的意思,交代表交流电力,是HXD3型电力机车的前身。大连机车于2001年起就开发大功率交流电传动货运电力机车进行研究，2001年6月正式申报开发项目并获铁道部批准，最初定型为SSJ3，总体主管设计师是刘会岩。由于当时中国缺乏制造IGBTVVVF牵引逆变器等技术，因此大连机车选择与日本东芝合作研制新型机车，并于2002年9月成立合资公司，由东芝提供机车牵引逆变器及控制系统。
SSJ3型交流电力机车在研制过程中采用了集成化、模块化的设计，车体采用框架式整体承载结构和标准化司机室，车体外观是在韶山7E型电力机车基础上略作调整。走行部为两个三轴转向架，轴式Co-Co，使用东芝的大功率逆变器，六轴每轴装有一台1,200 kW 交流电牵引电动机，整车输出功率为7,200 kW。技术上，SSJ3型机车是中国铁路机车首次采用轴控技术，而非架控技术。架控方式即是当转向架中有一台牵引电动机出现故障时，机车只能关闭整个转向架上的所有牵引电动机，并损失一半牵引力，但采用轴控技术的机车在同样情况下就可以单单关闭故障电动机，三轴转向架其它未故障的两台电动机继续运作，机车牵引力仅损失六分之一。另外其较长的固定轴距令机车通过较小曲线半径线路时也能发挥较好的性能。机车制动系统基础制动使用盘式制动、电制动采用再生制动。
首台原型车编号SSJ3-0001，于2003年年底完成，2004年4月26日由大连厂下线，并先后前往同蒲铁路和北京铁道科学研究院环形线进行一系列试验，试验于7月4日完成。至2005年5月至6月间，SSJ3-0001车前往遂渝铁路参与“遂渝线200km/h提速综合试验”，负责货物列车试验、双层集装箱列车试验和5000吨货物列车制动试验，其中试验时牵引3100吨货车最高速度达到136km/h。及后这辆机车一直待在北京环铁，至2008年送回大连厂。
