Электровозы ЧС4 с номерами с 002(52Е1) по 011, изготовленные в 1965 году с учётом внесения необходимых изменений в конструкцию по результатам эксплуатации опытного электровоза, поступили на работу в депо Кавказская. На данных электровозах было предусмотрено электрическое реостатное торможение, рассчитанное на максимальную мощность 3000 кВт. На электровозе ЧС4-002 в 1966 году были проведены прочностные испытания, на ЧС4-003 — тягово-энергетические испытания, на ЧС4-004 — испытания по воздействию на путь.
Электровозы с номерами с 012(52Е2) изготавливались уже без оказавшегося неэффективным реостатного тормоза. Кроме того, на электровозах была изменена планировка, система вентиляции, конструкция шкворневых узлов и отдельных деталей механической части.
Электровозы серии ЧС4(52Е) изготавливались в Чехословакии на заводе Шкода, в период с 1965 по 1972 год. Всего было выпущено 230 электровозов этой серии (№ 001—160, 162—231).