8K型机车由阿尔斯通公司的贝尔福工厂进行组装；1986年7月9日，首台机车在贝尔福出厂，随即在贝尔福至米卢斯的铁路上进行试验。1987年1月至9月间，共有63台8K型机车从法国马赛港装船付运，送抵天津新港，配属北京铁路局丰台西电力机务段（京局台段），由阿尔斯通公司售后服务组与机务段共同对已到段机车进行试验，并随即投入丰沙大铁路运用；同年，原配属丰台西机务段的韶山1型电力机车全部调出。然而，由于受到合同规定交货时间限制，8K型电力机车从签订合同之日起到交付第一台机车仅用了21个月，在没有试制样车和充足试验时间的情况下立即投入批量生产，8K型机车投入运用初期质量问题和故障事件较多，被迫放缓了交货进度，1988年初恢复交付机车和验收工作，分别配属丰台西电力机务段和大同西电力机务段（京局大段），148台进口8K机车于1989年初交付完毕。
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8K型电力机车是双节重联的八轴干线货运用大功率电力机车，适用于供电制式为25千伏工频单相交流电的电气化铁路，机车轴式2×（Bo-Bo）。每组机车由两节完全相同的四轴机车通过中间车钩和橡胶联挂风挡连接而成，每节车为一个完整系统，设有一个司机室，可由司机在任何一端司机室对机车进行控制，两节机车也可以分离作为两台四轴机车独立运行。两节机车之间设有内部电气重联控制电缆和空气制动系统的重联控制风管，并有中间走廊连通，车顶设有25千伏高压连接线。机车持续功率为6400千瓦，最高速度100公里/小时。
每节机车车体包括了司机室、中央室、车顶和连接通道四个主要部分，司机室后中央机械室为贯通式双走廊，车体采用侧墙与底架联合承载的非对称框架式结构。中央室内靠近司机室部分设有蓄电池柜、牵引电动机通风机、自动信号装置等设备；中央部分设有高度集成化的中央电器柜，机车主整流器、高压和低压电器装置、控制逻辑装置、冷却系统均集中在电器柜内；而机车尾部设有牵引电动机通风机、空气压缩机等设备。每节机车司机室之后车顶装一台单臂受电弓；机车内最重的主变压器被安装在车体底架下面而不是在车体里面，以降低机车的总重心并缩短了与中央电器柜之间的线缆长度。[
8K型机车投入丰沙大铁路运用之后，大幅提高了线路运输能力，上行、下行牵引定数分别提高到4000吨和3500吨。1988年，丰沙铁路沙城至张家口段完成了上行重车方向8124万吨的货运密度，其中晋煤完成6700万吨，创造了当时中国客货混运铁路货运量的历史最高纪录
2005年3月，中国铁道部撤销全路所有铁路分局，北京铁路局下辖的太原铁路分局与大同铁路分局合并成立新的太原铁路局，随后原大同机务段（太局同段）合并到大同西电力机务段（太局大段），不久原大同西电力机务段又与湖东电力机务段合并，组建成新的湖东电力机务段（太局湖段）。与此同时，原丰台西电力机务段、原天津北机务段、原保定运用段和邯郸机务段在2005年12月整合组成了新的丰台机务段（京局丰段）。经过生产力布局调整后，所有8K型电力机车均分别配属北京铁路局丰台机务段和太原铁路局湖东电力机务段，于丰沙大铁路、大秦铁路和北同蒲铁路运用。2007年起，随着大秦铁路开始引进HXD1、HXD2型大功率交流传动电力机车，原配属湖东电力机务段湖东运用车间的8K型机车陆续向大西运用车间调出，主力担当北同蒲铁路的货物列车和少量旅客列车的牵引任务，同时也向丰台机务段调出部分8K型机车。
2010年起，由于8K型机车经过长年运用开始老化，且零件短缺对机车维护造成困难，丰台机务段的部分8K型机车开始有计划地报废。在2015年年底，丰台机务段配属的8K型机车将全部退役。
另外，春运期间北京站有部分临客为8K型机车牵引。