Da die ersten Diesellokomotiven der SNCF nicht leistungsstark genug waren, um die größten Dampflokomotiven im Schnellzugverkehr zu ersetzen, entwickelte Alstom die CC 72000 als sechsachsige dieselelektrische Lokomotive, die auch für den Güterverkehr geeignet war. Der Lokkasten wurde von Paul Arzens entworfen und verfügte über die „Nez cassé”, die auch bei anderen französischen Lokomotiven zu finden ist. Wie ihre elektrischen Schwestern verfügte sie ebenfalls über Drehgestelle mit einem einzigen Fahrmotor, der seine Kraft über ein zweistufiges Getriebe auf mehrere Achsen übertrug.
Die Höchstgeschwindigkeit im niedrigen Gang betrug 85 km/h, während der hohe Gang bei den ersten 20 Lokomotiven auf 140 km/h und bei den anderen 72 auf 160 km/h eingestellt war. Die Leistung stammte von einem 2.650 kW (3.600 PS) starken SACM AGO V16-Motor, von denen 2.250 kW für den Antrieb zur Verfügung standen. Die CC 72044 und 72075 wurden 1987 mit einem 3.530 kW (4.800 PS) starken Pielstick-Motor ausgestattet, aber keine weiteren folgten. Erfolgreicher war der Umbau von 30 weiteren Lokomotiven zwischen 2002 und 2004, die einen moderneren Pielstick-Motor mit der gleichen Leistung wie der ursprüngliche erhielten und als CC 72100 bezeichnet wurden.
In ihren besten Jahren wurden sie für lang laufende Schnellzüge eingesetzt, unter anderem internationale Züge, darunter der TEE. Nachdem alle großen Hauptstrecken elektrifiziert worden waren, wurden sie zunehmend im Güterverkehr eingesetzt. Ihr niedriger Gang mit einer Höchstgeschwindigkeit von 85 km/h sorgte für eine hohe Zugkraft, aber im 21. Jahrhundert wurde dies selbst für Güterzüge zu langsam. In ihren letzten Jahren wurden sie auch für Nahverkehrszüge auf nicht elektrifizierten Strecken eingesetzt, aber da sie die neuen Abgasnormen nicht erfüllten, mussten sie durch moderne Dieseltriebwagen ersetzt werden. So endete der letzte kommerzielle Dienst im Jahr 2009, und heute sind nur noch drei bei STF Infrarail im Einsatz. Sechs wurden 2007 nach Marokko verkauft.
