Nach der Jahrtausendwende benötigte die RŽD eine neue schwere Güterzug-Elektrolok für das Streckennetz mit 3.000 Volt Gleichstrom, woraufhin die 2ЭС4К (2ES4K) entwickelt wurde. Damit sollten vor allem die älteren Zweisektionsloks der Serien ВЛ10 und ВЛ11 ersetzt werden, die zusammen über 2.000 mal gebaut wurden. Um die Entwicklung zu beschleunigen und in kurzer Zeit die Großserienproduktion einrichten zu können, wurde eine möglichst große Zahl an Gleichteilen mit der Wechselstromlok 2ЭС5К angepeilt. Diese basierte wiederum auf der ВЛ80, die seit 1961 im Einsatz war.

Wie die zu ersetzenden Loks, besteht die 2ЭС4К aus zwei Sektionen mit jeweils zwei zweiachsigen Drehgestellen.  Die Regelung der Fahrmotoren erfolgt traditionell wie bei älteren Gleichstromloks über Reihen- und Parallelschaltung und über Widerstände. Neu ist lediglich eine Mikroprozessorsteuerung, die verschiedene Aspekte überwacht.

Bis Mitte 2020 waren 148 2ЭС4К und vier 2ЕЛ4 für die Ukraine hergestellt worden, die einige Abweichungen aufweisen. Unter Verwendung zusätzlicher Mittelsektionen ohne Führerstände entstanden bis zum gleichen Zeitpunkt 76 3ЭС4К, die auf eine Gesamtleistung von je 9.600 kW kommen. Die zwei Einsatzregionen der Loks befinden sich im Nordkaukasus und auf der Oktoberbahn zwischen Moskau und St. Petersburg.