En 1969, la SNCB décida d'équiper la motrice 200.001 d'un moteur très puissant : 4000 chevaux, en vue de faire des tests. L'installation électrique fut également modifiée et la motrice reçut un système de chauffage électrique des voitures, au lieu du générateur à vapeur initial, ce qui en fit la première motrice diesel munie d'un chauffage électrique. Ces transformations furent réalisées à l'atelier de Salzinnes.
C'est une locomotive diesel électrique de type Co'Co', d'une longueur de 20,061 mètres. La vitesse maximale est de 140 km/heure.
Elle a été revêtue d'une nouvelle livrée bleue avec bandes blanches. Les chiffres de la série sont en couleur aluminium.
La locomotive modifiée aurait dû être renuméroté en 200.101 (formant ainsi le type 200.1), mais la transformation prit beaucoup de retard en raison des modifications électriques, et ce n'est qu'en 1972 (après le changement de numérotation de 1971) que la machine quitta l'atelier de Salzinnes, avec le numéro 5001 (série 50).
La motrice fut testée sur les lignes escarpées de la région de Liège et de Namur, là où opéraient les machines de la série 55. Les tests de ce nouveau moteur se sont avérés concluants mais les moteurs de traction pas du tout, la machine restera immobilisée plus longtemps qu'elle ne roulera ; elle fut donc reconstruite dans sa version initiale en 1980, sous le numéro 5101.
Elle a été surnommée «Ferrari» par les cheminots, certains en raison de sa puissance, d'autres de sa consommation exorbitante.
Le PFT a repeint une série 51, avariée, dans les couleurs originales de la 5001 à l'occasion de la réouverture du musée de Kinkempois le 11 juin 2006. La couleur utilisée est la couleur originale. Les photos ci-dessous montrent bien combien ce bleu se nuance suivant les conditions climatiques.
5001 en ligne - Collection Tassignon
5001 à Kinkempois
5001 du PFT à Kinkempois
Un site italien présente cette 5001 comme étant la version originale.