В начале 1970-х годов по заказу МПС СССР велись работы по созданию нового грузового электровоза на базе ВЛ10, но большей мощности. Первоначально делались попытки приспособить двухсекционный ВЛ10 под работу тремя секциями, а также были построены два опытных, также двухсекционных, электровоза ВЛ12 с новыми ТЭД. Однако в результате на Тбилисском электровозостроительном заводе (ТЭВЗ) был создан новый электровоз ВЛ11, секции которого могли работать по системе многих единиц.
Электровоз ВЛ11-001 был построен в 1975 году и поступил для испытаний на Сурамский перевал Закавказской железной дороги.
Всего, с 1975 года до начала 1990-х годов [1] было построено 1297 электровоза серий:
ВЛ11 — 574 шт.
ВЛ118 — 259 шт. вместе с ВЛ11У8, отличались изменёнными электрическими схемами, не могли работать совместно с серией ВЛ11
ВЛ11У8 — сцепной вес увеличен со 184 т до 200 т за счёт балласта
ВЛ11М — 464 шт., модернизированные, выпускались с 1986 по 2008 года
ВЛ11м/5 — кузов по габаритам как на ВЛ11 м, передняя маска от электровоза ВЛ15. Выпускался до 2008 года, с появлением электровоза ВЛ11м/6 выпуск прекратился. Эксплуатируется в Азербайджане и Украине.
ВЛ11М6 — новый кузов, изменённые части электровоза, выпускается с 2008 года по настоящее время.
По состоянию на 2007—2008 гг. электровозы семейства ВЛ11 работают на многих железных дорогах бывшего СССР. На Украине они служат на Донецкой,Львовской, Приднепровской и Южной ж.д. На участке Лавочне — Воловец в Карпатах Львовской ж. д. используется кратная тяга — часто 3 электровоза тянут состав и 1 используется как локомотив-толкач. На железных дорогах Грузии электровозы этой серии работают также с пассажирскими поездами (ВЛ11-279, ВЛ11-312, ВЛ118−779 и другие).
По сравнению с ВЛ10 на электровозе ВЛ11 были сохранены тележки, тяговые электродвигатели, вспомогательные машины, токоприёмники и контакторы. Кузов был несколько изменён в связи с установкой межсекционных соединений (появились клеммные ящики по бокам передней автосцепки секции) и изменением компоновки электроаппаратуры. Значительным изменениям подверглись цепи управления и силовые цепи.
При положении реверсивной рукоятки «М» (моторный режим) переводом главной рукоятки контроллера машиниста ТЭД каждой секции могут соединяться четыре последовательно (последовательно-параллельное или сериес-параллельное соединение, СП) или параллельно (два по два). Предусмотрена возможность последовательного соединения всех электродвигателей, как двух, так и трёх секций электровоза (маневровое сериесное соединение, положение реверсивной рукоятки «СМ»). Возможен режим рекуперативного торможения.
Тяговые параметры, масса, конструктивная скорость двухсекционного электровоза ВЛ11 аналогичны электровозу ВЛ10. Но из-за модернизации контроллера машиниста, и разбивке реостатных позиций на два сектора (вместо трёх), позиции с 1 по 21 общие для С и СП соеденений. Сначала происходит трогание на С (сериесное), затем, после снижения стартовых токов и разгона, производится сброс на нуль и переход на СП (сериес-параллельное). Данная модернизация довольно удачна, так как увеличив количество позиций увеличилась плавность хода.
В ходе выпуска ВЛ11 в их конструкцию вносился ряд изменений, таких, как замена электродвигателей компрессора, установка оборудования САУРТ (система автоматического управления рекуперативным торможением), изменение электрических схем (ВЛ118), увеличение сцепного веса (ВЛ11У8) и другие. Основное отличие модернизированных электровозов серии ВЛ11М состоит в возможности полноценной, с переходами без сброса контроллера на ноль, работы на трёх соединениях тяговых электродвигателей независимо от числа секций.
В качестве конструктивных недостатков всех типов ВЛ11 специалисты отмечают плохую шумоизоляцию кабины машиниста и склонность электровоза к боксованию[1].