Als Ergänzung zur auf der deutschen V 200 basierenden Serie 340 ließ die RENFE ab 1974 die Serie 333 bauen. Diese schweren sechsachsigen Dieselloks basierten auf der dänischen MZ, welche wiederum dem EMD-Modell JT26 entsprach. Sie sind für den Personen- und Güterverkehr vorgesehen und haben den Zweitakter V16 der 645er Serie mit 2.460 kW. Als erste spanische Diesellok hatten sie eine elektrische Zugheizung.

Zwischen 2000 und 2005 wurden 92 der 93 Loks von Alstom grundlegend modernisiert und als 333.3 bezeichnet. Da dabei nur die Motoren, Generatoren und Zugsicherungssysteme erhalten blieben, handelte es sich eigentlich um einen kompletten Neubau. Die Traktionselektrik und -elektronik ist nun deutlich moderner und der Wagenkasten ähnelt dem der Alstom Prima. Während diese mit einer Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h für Güterzüge vorgesehen sind, wurden acht auf 160 km/h umgebaut und als 333.4 bezeichnet.