日本式世界上最早開行高速動車組的國家，在日本計畫修建東海道新幹線時，其高速動車組設計就已經同步展開。0系新幹線列車成為世界上最早運行的高速動車組。隨著新幹線網路的不斷擴大，為了在不同的線路條件下提高列車運行速度和乘客的舒適度，降低列車對環境的影響，相關企業與研究機構在0系、100系、200系、100n系列車的基礎上先後開發了300系、400系、500系、700系、n700系、800系、e1系、e2系、e3系、e4系等幹線列車和win350、300x、star21、fastech、e954系等試驗列車，共有二十餘種新幹線用電動車組。自設計之初起，日本一直堅持採用動力分散作為其動車組發展模式，此外，日本新幹線動車組的另一大特點是注重新技術的運用，如主動、半主動懸掛和鏇轉渦流制動、空氣阻力制動燈技術均最早運用在新幹線動車組上。其動車組輕量化、車輛空氣動力學設計水平已經走在世界前列。
作為世界鐵路運輸最發達的國家之一，早在1955年3月29日，法國酒創造了電力機車牽引列車331km/h的記錄，1967年5月，最高速度200km/h的cc_6500型店裡機車牽引客車實現商業運行。然而隨著社會的發展，在20世紀70年代，迅速發展的公路和航空運輸使法國鐵路受到了前所未有的衝擊，傳統鐵路越來越不能適應現代深灰對鐵路旅客運輸的需要。同時，1964年日本新幹線建成並投入運行也大大激發了法國鐵路同行的積極性。自1967年起，法國國營鐵路公司（sncf）開始著手研究高速運輸。在設計製造高速動車組方面，法國首先是嘗試將用於航空的燃氣渦輪發動機用於鐵路動車組。1969年11月，法國研製成功了第一代etg型燃氣輪動車組，最高試驗速度達到248km/h。此後，為了進一步提高燃氣輪動車組質量，又研製出第二代etg燃氣輪動車組，最高試驗速度為260km/h。為了配合在巴黎——里昂建設高速鐵路，1972年，還研製了最高試驗速度達到381km/h的第三代tgv-001型燃氣輪動車組。1973年中東戰爭引起第一次世界石油危機後，法國開始將高速動車組技術政策轉向電力牽引，並率先在歐洲實行將速度、環保意識、充分利用能源、高新技術以及經濟可靠性進行綜合考慮的技術方針。1973年，法國研製出第一列z7002電動組。自1976年開始，法國開始著力研究交-直-交傳動的tgv-a、tgv-r、tgv-2n、tgv-tmst、西班牙ave、tgv-pbka、tgv-k等型號的高速動車組。其中，tgv-a325號車組與1990年5月在大西洋線創造了515.3km/h輪軌系統高速行車的世界紀錄。在保持了17年後，該記錄再次被打破，XX年4月3日，法國試驗動車組v150創造了574.8km/h的高速鐵路試驗速度新紀錄。近年來，法國國家鐵路已經開始進行動力分散型電動車組的研究，與alstom等共同設計的新型動力分散動車組agv已投入試驗運行。
德國是一個鐵路歷史悠久的國家。與大多數歐洲國家一樣，德國鐵路在20世紀60年代也不得不面對公路和航空運輸帶來的壓力。德國的政治家比其他歐洲國家更早的認識到了鐵路的重要性。早在1970年，原聯邦德國政府技術研究部就開始組織對未來長途運輸系統新技術的研究。但是在發展高速鐵路採用磁懸浮技術還是輪軌技術的問題上，德國經過曠日持久的討論，影響了德國鐵路高速化的進程，1973年和1976年動工修建的兩條高速新線進展換慢。知道20世紀80年代中期，原聯邦德國政府才意識到以往政策的失誤，同事法國tgv類車的成功運營也刺激著素以高技術著稱的德國，原聯邦德國政府加快了發展高速鐵路的步伐。1982年8月，聯邦鐵路投資1200萬馬克，是指ice試驗型城際快車。1985年，2洞3拖得ece/v試驗型高速電動車組試製成功，同年，其最高試驗速度達到317km/h。1988年5月，ice/v型試驗列車在漢諾瓦——維爾茲堡間創造了406.9km/h的高速動車組速度記錄。在ice/v的基礎上，1985年12月聯邦鐵路確定了ice設計任務書，1986年開始試製ice1型高速動車組，1990年原東、西德統一後，德國政府決定修建柏林——漢諾瓦的高速鐵路，同事開始了第二代ice高速動車組——ice2的開發，1996年，改型動車組投入運用。德國1995年開始動工修建的科隆——法蘭克福的高速鐵路最高運行速度提高到了300km/h，線路最大坡度達到千分之四，既有的ice1、ice2型列車已經不能滿足運行需要。為此，德國鐵路1994年向工業界訂購了50列ice3型動力分散電動車組並與1997年投入運行。此外，為了在既有線路實現列車運行速度的提高，德國鐵路還開發了ict型擺式動車組。目前，運行速度達到350km/h的ice21型高速電動車組正在研製中。