Den Vorteilen der elektrischen Traktion steht als größter Nachteil gegenüber, dass die zugehörige Infrastruktur mit Kraftwerken, Unterwerken und Oberleitung teuer in der Herstellung und in der Unterhaltung ist. Gerade beim Personenverkehr auf dünn frequentierten Nebenstrecken lohnte es sich oft nicht, die Infrastruktur aufzubauen. Somit kam der Gedanke auf, den für die Fahrt benötigten Strom auf dem Fahrzeug zu speichern und in den Pausen oder über Nacht im Betriebshof immer wieder aufzuladen. Die erste große Hochzeit der Akkutriebwagen begann um 1900 und ebbte in den Zwanzigern wieder ab.
In Deutschland unternahm die Pfalzbahn 1895 die ersten Versuche mit akkubetriebenen Triebwagen. In den folgenden Jahren folgten auch andere Bahnen zum Teil mit umgebauten Personenwagen. Die preußische Staatsbahn beschaffte ab 1907 den Wittfeld-Triebwagen in größerer Zahl, gefolgt von den Akkutriebwagen der Reichsbahn.
In anderen Ländern blieb es meist bei der Anschaffung von wenigen Exemplaren. Zum Beispiel in Italien setzten die Rete Mediterranea und die Rete Adriatica ab 1898 bzw. 1901 insgesamt sechs Akkutriebwagen ein, die nach wenigen Jahren wieder abgestellt wurden.
Nach dem Zweiten Weltkrieg gab es praktisch nur in Deutschland eine Serienproduktion einer nennenswerter Zahl von Akkutriebwagen. Von den ETA 176 und ETA 150 wurden mehr als 200 angetriebene Fahrzeuge gebaut. In Großbritannien gab es neben einer Versuchsgarnitur mit der Bezeichnung BEMU (Battery Electric Multiple Unit) nur die zehn Posttriebwagen der Klasse 419, die die Akkus nur zum Überwinden kurzer Abschnitte nutzten.
Im 21. Jahrhundert begann eine neue Ära der akkubetriebenen Triebzüge, die nun vor allem aus Umweltaspekten gebaut werden und dieselbetriebene Fahrzeuge ersetzen sollen. Mit den Fortschritten in der Entwicklung der Akkutechnik begann um 2010 der Bau verschiedener Modelle in Japan. Dort werden mittlerweile fast 30 Garnituren akkubetriebener Triebzüge kommerziell eingesetzt. In Europa wurden erst 2018 die ersten Typen vorgestellt. Mittlerweile wurden hier bei Bombardier/Alstom, Siemens, Stadler und CAF die ersten Garnituren bestellt bzw. befinden sich in Erprobung.
Während frühere Akkutriebwagen selten 100 km/h erreichten und eine eher bescheidene Beschleunigung hatten, liegt das Entwicklungsziel heute in der Erreichung von Werten bei der Beschleunigung und Geschwindigkeit, die modernen Nahverkehrs-Elektrotriebwagen entsprechen. Auf Grund der begrenzten Akkukapazität ist es derzeit noch nicht möglich, über mehrere Stunden ohne externe Stromversorgung zu fahren. Bei den bisher entwickelten Modellen werden die Akkus vorrangig zum Überwinden maximal 100 km langer Teilstrecken genutzt, die nicht mit einer Oberleitung ausgestattet sind. Die Akkus können dann im elektrifizierten Abschnitt während der Fahrt wieder über die Oberleitung aufgeladen werden. Gerade in Japan kommen auch kurze Oberleitungsstücke zum Einsatz, unter denen der Zug während eines Zwischenstopps aufgeladen wird.