Um den Einsatz großer Strecken-Dieselloks unter alltäglichen Bedingungen zu erproben, baute EMC 1935 insgesamt fünf Maschinen. Dies waren zwei firmeneigene Demonstratoren, eine Lok für die Baltimore & Ohio und eine Doppellok für die Santa Fé. Da man zu diesem Zeitpunkt noch keine Produktionskapazitäten von Großdieselloks hatte, wandte man sich an General Electric und die St. Louis Car Company.

Die Grundidee bestand darin, statt nur eines Dieselmotors zwei Stück mit jeweils eigenem Generator und einer etwa 50 Prozent größeren Gesamtleistung einzubauen. Da die Motoren so im Durchschnitt weniger stark belastet waren, war mit einem geringeren Verschleiß und einer größeren Lebensdauer zu rechnen. Beim Ausfall eines Motors oder Generators konnte die Lok mit dem anderen weiter fahren. Das Konzept mit einem Führerstand an jedem Ende war neu, wurde aber bei späteren amerikanischen Dieselloks nicht weiter verfolgt.

Die zwei Demonstratoren hatten aus Kostengründen wie frühere Boxcabs einfache, kastenförmige Lokkästen bekommen. Sie erhielten zum ersten Mal eine Mehrfachsteuerung, so dass beide Loks gleichzeitig von einem Lokführer gesteuert werden konnten. Sie wurden auch tatsächlich oft zusammen eingesetzt, um die gleiche Leistung wie eine große Dampflok zu erreichen. Nach ausgiebigen Erprobungen wurden sie 1938 verschrottet.

Die Baltimore & Ohio erhielt eine Lok, die identisch zu den ersten beiden war und die Nummer 50 bekam. Sie bekam bald an einem Ende eine abgeschrägte Verkleidung, auch als „Shovel Nose” bekannt. Diese Verkleidung wurde im Zweiten Weltkrieg wieder entfernt. In dieser Form wurde die Lok nach Kriegsende noch für eine Weile vor Nahgüter- und Personenzügen eingesetzt. Später landete sie im National Museum of Transportation in St. Louis, Missouri und ist heute immer noch dort zu finden.

Die Doppellok der Santa Fé wurde als Gesamteinheit geführt und erhielt die Nummer 1. Sie verfügte über strömungsgünstige Formen, verkleidete Drehgestelle und ein ansprechendes Farbschema. Das Streckennetz des Unternehmens verfügte über weite Strecken, die durch Wüsten und Gebirge führten und gute Voraussetzungen für die Erprobung der neuen Technologie boten. Ihr Vorteil gegenüber Dampfloks war, dass sie nicht von Wasservorräten abhängig waren und mit einer Tankfüllung weite Strecken überwinden konnten.

Die 2226,6 Meilen lange Stecke, die regelmäßig mit Personenzügen abgefahren wurde, diente als Vorbereitung für den späteren Betrieb der Stromlinienzüge und zeigte einige Kinderkrankheiten auf. Die Verkleidung der Drehgestelle musste bald entfernt werden, da wiederholt Überhitzungsprobleme aufgetreten waren. Auch die Haube über den Lufteinlässen oberhalb der Führerstände behinderte die Kühlung, so dass weitere Lufteinlässe auf dem Dach nötig wurden. Die Einheit wurde später durch einen der EMC-Demonstratoren verstärkt. 1938 wurde jeweils ein Führerstand entfernt und eine „Bulldog Nose” ausgebildet, wie sie auch bei den späteren Serienloks zu finden war. Außerdem erhielten beide Drehgestelle jeweils eine Vorlaufachse. Die Loks wurden 1953 an EMD zurückgegeben und in Booster-Einheiten umgebaut.

Die Loks lieferten viele Erkenntnisse, die in der Serienfertigung der E-Serie umgesetzt wurden. Diese hatten als Antrieb die selben Winton-Motoren mit anfangs je 900 PS bekommen, jedoch Drehgestelle mit einer mittleren Laufachse. Die Mehrfachsteuerung wurde bald herstellerübergreifend übernommen und kommt bis heute in der grundsätzlich gleichen Form an fast allen nordamerikanischen Dieselloks zum Einsatz.