Die PLM verfügte über einige Hauptstrecken, auf denen wichtige Schnellzüge mit hohem Passagieraufkommen zu befördern waren. Eine davon war die Nord-Süd-Verbindung von Calais an die Riviera, auf der der „Train Bleu” mit vielen Fahrgästen aus Großbritannien fuhr. Da dort die Pacifics nicht ausreichten, wurde 1925 mit der 241 A 1 eine der ersten Mountain-Loks in Europa entwickelt. Ihr Anforderungsprogramm sah vor, dass sie 600 Tonnen schwere Schnellzüge in der Ebene mit 110 km/h und auf der vier bis acht Promille steilen Strecke zwischen Laroche und Dijon mit 75 bis 80 km/h ziehen können soll.

Als Verbundmaschine nach Bauart De Glehn saßen die Niederdruckzylinder außen auf Höhe des Drehgestells, während die inneren Hochdruckzylinder weiter nach hinten verlegt waren. Der Antrieb erfolgte auf die erste und zweite Kuppelachse, was zu sehr kurzen Treibstangen führte. Das Drehgestell hatte ein Spiel von 61 mm nach jeder Seite, die zweite Kuppelachse hatte um 21 mm geschwächte Spurkränze, die dritte Kuppelachse war um 21 mm zu jeder Seite verschiebbar und die Nachlaufachse war eine Adamsachse, die zu jeder Seite um 96 mm radial einstellbar war. Für eine bessere Windschnittigkeit war die Rauchkammertür kegelförmig ausgeführt.

Nach dem Prototypen folgten die Serienmaschinen 2 bis 80 ebenso von Schneider, die 81 bis 95 von Marine et d'Homécourt, die 96 bis 115 wieder von Schneider und schließlich noch zwei Lieferungen von Marine et d'Homécourt, mit den Nummern 116 bis 125 und 126 bis 145. Bei den Serienmaschinen waren die Kesselabmessungen geringfügig verändert worden, der Überhitzer war sogar von 105 auf 86 m² verkleinert worden. Bei einer Fahrt mit einem 625 Tonnen schweren Schnellzug auf der Strecke zwischen Laroche und Blaisy-Blas wurde eine Kesselleistung von 2.180 PS berechnet. Auch mit einem 850 Tonnen schweren Schnellzug konnten bei fünf Promille noch 70 km/h erreicht werden.

Ab 1932 wurden insgesamt 48 der 145 Loks von André Chapelon umgebaut, um eine höhere Effizienz und größere Leistung zu erreichen. Er vergrößerte die Durchmesser der Verbindungsrohre zwischen den Hoch- und Niederdruckzylindern und baute eine doppelte Kylchap-Saugzuganlage ein. Außerdem wurden große Windleitbleche angebracht und die kegelförmige Rauchkammertür gegen eine flache ersetzt. Sie so umgebauten Maschinen wurden in die Reihe 241 D eingereiht, unter Beibehaltung der Ordnungsnummern. Bei der SNCF wurden die beiden Reihen zur 5-241 A und 5-241 D.

Die 242 AT war die erste von vier Serien von 2'D2'-Tenderloks, die die PLM zum Beschleunigen der Vorortzüge bauen ließ, die vom Gare de Lyon in Paris gestartet sind. Sie ersetzten dabei die Tenderloks 232 AT und 232 BT. Insgesamt drei Hersteller lieferten zwischen 1926 und 1929 120 Stück.

Sie hatten eine Belpaire-Feuerbüchse mit stark geneigtem Rost zwischen den Rädern der dritten und vierten Kuppelachse. Der Antrieb erfolgte über vier Zylinder mit Verbundwirkung nach System de Glehn. Im Lauf der Jahre zeigte sich oft, dass die Rahmen zu schwach für den langen Radstand waren.

Sie wurden von der SNCF als 5-242 TA eingereiht. Nach dem Krieg wurden sie über mehrere Landeszeile verteilt und erhielten regionsspezifische Anpassungen, zum Beispiel Windleitblechte. Ihre Ausmusterung erfolgte bis 1968.

Die PLM ordnete Vierzylinder-Verbundloks der Achsfolge 2'B in die Gattung C ein, von denen die Nummern 61 bis 180 auch „Schwere C” genannt wurden. Sie hatten Windschneiden an der Rauchkammer, dem Schornstein, der Belpaire-Feuerbüchse und dem Führerhaus, weshalb sie auch den Spitznamen „Coupe-Vents” erhielten. Sie zogen die wichtigsten Schnellzüge und konnten mit 300 Tonnen dauerhaft 90 km/h fahren. Erst als zwei Kuppelachsen nicht mehr ausreichend für die schwereren Züge waren, wurden sie zunächst auf bergigen Strecken gegen Loks der Achsfolge 2'C ersetzt und mussten bald auch langsamere Züge ziehen. Obwohl die Loks zwischen 1929 und 1936 ausgemustert worden waren, erhielten sie zur Gründung der SNCF 1938 formell noch neue Nummern.

Zwischen 1918 und 1927 erhielt die PLM 490 Vierzylinder-Verbund-Mikados, die von früheren Mikados der SFCM und Baldwin inspiriert waren. Die ersten 20 waren von der Schweizer SLM gebaut worden, alle anderen kamen von verschiedenen französischen Herstellern. Die Besonderheit im Vergleich zu den üblichen französischen de Glehn-Verbundlokomotiven bestand darin, dass die Hochdruckzylinder innen und schräg angeordnet waren, während die Niederdruckzylinder außen an der Front lagen. Mit einem Kuppelraddurchmesser von 1.650 mm waren sie für den gemischten Dienst bestimmt und für 95 km/h zugelassen.

Bald wurden sie als 141 C bezeichnet, und in den Jahren 1933 und 1934 wurden 190 weitere gebaut. Nach der Gründung der SNCF entstanden die Unterklassen 141 D bis F durch Umbau der 141 C. Die 141 D bestand aus 124 Lokomotiven, die entweder einen ACFI- oder einen DABEG-Speisewasservorwärmer erhalten hatten. 254 Lokomotiven erhielten Änderungen am Schornstein, bekamen Windleitbleche und wurden als 141 E bezeichnet. Diese hatten nun 2.400 statt 1.950 PS. Durch Änderung der Vorlaufachse bei 195 Lokomotiven, um eine Höchstgeschwindigkeit von 105 km/h zu erreichen, entstand die 141 F.

Alles in allem waren sowohl die ursprünglichen als auch die umgebauten Formen dieser Lokomotiven sehr erfolgreich. Nach dem Zweiten Weltkrieg könnte die Entscheidung, die 141 R zu bestellen, von der Vielseitigkeit der 141 C beeinflusst worden sein. Die 141 F 282 blieb erhalten und befindet sich heute in der Cité du Train in Mulhouse.

Für schnelle Güterzüge auf der Strecke durch die Cevennen entschied sich die PLM für die Achsfolge 2'D, die bei geringer Achslast und einer guten Kurvenführung trotzdem einen großen Kessel erlaubte. Das Problem war nur die schmale Feuerbüchse, was dadurch ausgeglichen wurde, dass diese relativ lang wurde. Sie konnten 1.618 Tonnen in der Ebene mit 40 km/h und 501 Tonnen auf einer Steigung von einem Prozent mit der gleichen Geschwindigkeit ziehen. Ab 1919 erhielten über 200 Stück einen Überhitzer und das Vierzylinder-Verbundtriebwerk wurde gegen eines ohne Verbundwirkung ersetzt. Sie zogen bei Bedarf auch schwere Personenzüge und waren bis 1952 im Einsatz.

Die PLM startete 1909 Vergleiche mit Pacfic-Loks mit unterschiedlichen Antriebsformen. Die Lok mit der Nummer 6001 hatte ein Vierzylinder-Nassdampfverbundtriebwerk und einen Kesseldruck von 15 bar, während die anfangs mit der Nummer 6002 versehene Lok mit einem Vierzylinder-Heißdampftriebwerk mit einfacher Dampfdehnung und einem Kesseldruck von nur 12 bar gebaut worden war. Obwohl das Verbundtriebwerk bereits bei den ersten Vergleichen als Sieger hervorgegangen war, wurden für genauere Vergleiche unter Alltagsbedingungen von beiden Ausführungen Serien bestellt. Während die 6002 in 6101 umnummeriert wurde, entstanden die ersten Serienexemplare der 6001 mit den Nummern 6011 bis 6030.

Im Gegensatz zur Praxis in Deutschland ordnete man die kleineren Hochdruckzylinder außen auf Höhe der zweiten Drehgestellachse an. Die Niederdruckzylinder lagen innen unterhalb der Rauchkammer. Nach dem Prinzip von De Glehn hatten beide Zylindergruppen jeweils eine eigene Steuerung. Die Hochdruckzylinder wirkten auf die zweite Kuppelachse und die Niederdruckzylinder auf die erste.

Schon die 6001 zeigte bei den Erprobungen, dass sie einen 495 Tonnen schweren Zug auf einer 160 km langen Strecke mit einem Höhenunterschied von über 300 Metern in nur 87 Minuten ans Ziel bringen konnte. Die 6002 hatte für die gleiche Strecke mit einem etwas leichteren Zug über zehn Minuten länger gebraucht und dabei mehr Kohle verbraucht. Trotzdem stellte man fest, dass die 6001 größere Zylinder hätte vertragen können.

Die Serienfertigung startete vorerst 1912 mit den Loks 6011 bis 6030, die auf Grund mangelnder Produktionskapazitäten im Inland bei Henschel in Deutschland gebaut wurden. Bei ihnen war der Durchmesser der Zylinder jeweils von 390 auf 440 und von 620 auf 650 mm vergrößert worden und die Zylinder lagen nun alle auf Höhe der Rauchkammer in einer Linie. Sie wurden ab Werk mit einem Überhitzer gebaut und auch die 6001 wurde 1912 mit einem neuen Heißdampfkessel versehen.

1913 und 1914 kamen 40 weitere Exemplare aus den Werken an der Loire in Nantes und 1921 weitere 25 von SACM. Die erste Serie wurde in 6201 bis 6220 umnummeriert und die späteren Serienmaschinen erhielten die Nummern 6221 bis 6285. Im neuen Nummernschema der PLM ab 1925 wurden der Prototyp und die Serienmaschinen gemeinsam als 231 C bezeichnet. Bei der SNCF wurden sie dann mit dem entsprechenden regionalen Präfix zur 5-231 C.