1936年（昭和11年）に日立製作所、日本車輌製造・東洋電機、川崎造船所・川崎車両で1両ずつ、計3両が製造された。

当時は海外の新鋭車両に影響され、国・私鉄を問わず流線形（ストリームライナー）ブームの只中で、蒸気機関車のC53形の1両（43号機）が試験的に流線形に改造されたのを皮切りに、C55形の20 - 40号機が流線形で製造され、電車ではモハ52系、気動車ではキハ43000形が次々と登場している時代であり、本形式もそのような流れの中で製造されたものである。

流線美を追求するため、車体の組み立てからリベットやボルトを排し、新技術の電気溶接を全面的に導入し、前位側連結器は格納式とされた。当初はペンシルバニア鉄道GG1形を元に、さらに流線の度合いを強めたようなデザインとして計画されていたが、連結面に大きく空間ができてしまうため、現行のデザインとなった。

基本的にはEF53形のメカニズムを踏襲しているが、歯車比はEF53形の2.63に対して2.43とより高速側に振られている。車体は、片側（第1エンド）のみが流線形とされ、反対側（第2エンド）は切妻で、運転台設備は当初構内運転用程度のものしか設置されておらず、前照灯も取り付けられていなかった。このように、常に第1エンド側を先頭にして運転されることから、前部の台車は先輪2軸を有する旅客列車用電気機関車の標準形であるが、第2エンド側は、先輪（従輪と言うべきか）1軸の貨物機用のものを流用しており、前後非対称の特異な軸配置となっている。