Destinés à remplacer un parc plus que vieillissant sur les dessertes omnibus régionales, les X 73500/900 constituent la plus importante commande de matériel réalisée par la SNCF. Acquis par la quasi-totalité des régions, ils sillonnent depuis 1999 les lignes françaises et, même si d’autres séries plus récentes sont venues ensuite chasser sur leurs terres, ils restent très présents sur les réseaux de province avec un effectif de 335 engins réduit seulement de deux unités.

Forte de 318 unités, auxquels il faut ajouter les 19 X 73900 aptes à circuler sur le réseau allemand de la DB, cette grosse série d’appareils désignés ATER est la plus importante jamais acquise par la SNCF.
À la fin des années 90, les régions de province désirant améliorer le service des TER omnibus de type périurbain ou rural encore assurés par une flotte diffuse de RGP 1, d’X 2800, de Caravelles (X 4300, 4500, 4630, 4750) et d’X 2100 et 2200 monocaisses vont participer au financement d’un nouvel autorail à caisse unique puissant et confortable. Pour les liaisons directes, leur choix s’était porté précédemment sur le type X TER bicaisse X 72500.
Construits par Alstom-De Dietrich et Alstom LHB (Linke-Hofmann-Busch) cotraitant du précédent, les nouveaux venus, d’une longueur hors norme de 28,90 m, montés sur deux bogies avec deux portes de 1,30 m par faces à accès surbaissé favorisant le transport des personnes handicapées, sont mus par deux moteurs diesels MAN D 2866 LUH 21 à six cylindres en ligne, développant ensemble 514 kW, disposés horizontalement sous les cabines de conduite.
L’agencement intérieur diffère selon le choix des régions, allant de 48 à 64 sièges Compin à quatre places de front, 17 à 23 strapontins et 83 places debout, la classe unique étant appliquée sauf pour 38 véhicules acquis par Rhône-Alpes, cinq par Lorraine et deux par la DB AG équipés en version mixte 1re-2de classe. Leur bon confort avec affichage intérieur et extérieur dynamique défilant, allié à la climatisation des espaces voyageurs et cabines, est apprécié de la clientèle. Pour celle-ci, ils symbolisent un nouveau concept de transport régional. Munis d’un autocoupleur Scharfenberg aux extrémités, ils sont autorisés à la marche en UM jusqu’à trois appareils.
D’une masse de 50 t en ordre de marche, aptes à 140 km/h, les X 73500 se révèlent nerveux lors des démarrages, avec deux systèmes de freinage efficaces à disques et électromagnétique. Ils disposent d’un masque anticrash renforçant la sécurité et d’une capacité en combustible de 1 000 l.
D’abord calibré à 83 unités par marché du 30 mai 1997, le parc est monté début 1999 à 143 engins, répartis en 12 régions, se répartissant entre l’Alsace (38), la Picardie (cinq), la Bretagne (15), la Haute-Normandie (huit), les Pays de la Loire (10), le Centre (15), Midi-Pyrénées (sept), Languedoc-Roussillon (sept), Rhône-Alpes (30), Franche-Comté (quatre), Bourgogne (deux), Auvergne (deux).
Mais des options sont prises par la Lorraine, la Champagne-Ardenne, le Nord-Pas-de-Calais, la Basse-Normandie, l’Aquitaine, le Poitou-Charentes, le Limousin.