Der Desiro Classic stellt die ursprüngliche Bauform der Desiro-Serie dar. Seine Einführung erfolgte im Jahr 2000 mit der Baureihe 642 von DB Regio, welche bis heute der größte Betreiber des Desiro Classic ist. Die Fahrzeuge bestehen aus je zwei Wagenkästen, die in der Mitte auf einem gemeinsamen Jakobs-Drehgestell aufliegen. Jeder Wagen wird von einem unterflur angebrachten Dieselmotor von MAN oder MTU angetrieben, der wahlweise mit einer Leistung von je 275, 315, 335 oder 360 kW angeboten wird. Die Kraftübertragung erfolgt über jeweils ein hydromechanisches Fünfganggetriebe. Die Fahrzeuge sind mit vollautomatischen Scharfenberg-Kupplungen ausgerüstet und können untereinander in Mehrfachtraktion betrieben werden. Ein geplanter Mehrfachbetrieb mit Fahrzeugen der anderen DB-Baureihen 64x wurde mangels passender Software nicht umgesetzt.
Die Züge kommen oft auf Nebenstrecken zum Einsatz, auf denen sich ein Einsatz lokbespannter Züge nicht mehr rechnete und die zum Teil schon vor der Stilllegung standen. Auf manchen Strecken, wie der Gräfenbergbahn von Nürnberg nach Gräfenberg, kommen nur noch Fahrzeuge der Baureihe zum Einsatz, die so einen optimalen Fahrplan für ihr Leistungsprofil fahren können. Durch die automatischen Kupplungen ist es möglich, die Züge an dafür vorgesehenen Stellen zu teilen und damit Flügelungen ohne zusätzlichen Personaleinsatz zu realisieren. Je nach Betreiber und Strecke sind die Fahrzeuge mit unterschiedlicher Innenausstattung im Einsatz. So gibt es Fahrzeuge, die insgesamt 12 Sitzplätze in der ersten und 98 Sitzplätze in der zweiten Klasse aufweisen, sowie welche ohne erste Klasse.
In Deutschland betreibt die DB Regio 234 Desiro Classic und vier weitere Betreiber insgesamt 53 weitere. Im Ausland besteht das größte Kontingent aus 120 Exemplaren der rumänischen CFR-Baureihe 96, gefolgt von 60 österreichischen, die als Reihe 5022 im Einsatz sind. Insgesamt 167 weitere Fahrzeuge finden sich innerhalb Europas in Dänemark, Griechenland, Slowenien und Ungarn. In Übersee ist der einzige Betreiber die North County Transit District, welche im nördlichen San Diego County in Kalifornien ein Netz betreibt. Dort kommen zwölf Desiro Classic als NCTD Sprinter zum Einsatz, die seit 2009 von einem Konsortium aus Veolia und Bombardier gewartet werden. Die Fahrzeuge verfügen über eine stärkere Klimaanlage und machten 2013 auf Grund einer zeitweisen Stilllegung wegen übermäßigem Verschleiß an den Bremsen negative Schlagzeilen.
