在引进国外技术以前，中国一直进行自主研发高速铁路列车，也取得不少的成果（例如中华之星电动车组），但中国交流传动等核心技术仍未成熟，高速动车组的九大核心技术包括总成、车体、转向架、牵引变流、牵引控制、牵引变压、牵引电机、列车网络控制和制动系统等，尚未为中国国内企业所掌握，国产的高速动车组在技术和可靠性方面均无法与国外现今列车相比。另一方面研究过程也需要大量时间。铁道部发言人张曙光表示，由于历史原因，中国铁路技术装备的整体水平只相当于发达国家1970至1980年代的水平，高速动车组技术尚处于研发阶段，如果依靠自身力量，则可能需要十几年或更长时间追赶，也无法适应目前的经济发展。2004年，中华人民共和国国务院及铁道部确定了推进铁路技术装备现代化“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的方针。而实现铁路“跨越式发展”的重点任务即为对时速200公里以上的高速列车引进整体技术，实行“消化吸收再创新”，并在法律上取得自主知识产权。换言之铁道部采取了“市场换技术”的策略。 2004年4月9日，国务院召开了关于铁路机车车辆装备现代化会议，并下发了《研究铁路机车车辆装备有关问题的会议纪要》，确定了推进铁路技术装备现代化“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体方针，明确了中国铁路技术装备现代化的方向、方法和目标。

2004年6月17日：铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速、时速200公里级别的第一轮高速动车组技术引进招标，《人民铁道》和中国采购与招标网同时发布招标公告《时速200公里铁路动车组项目投标邀请书》，公告中明确投标主体是国内企业，但它必须取得国外先进技术的支持：“在中华人民共和国境内合法注册的,具备铁路动车组制造能力，并获得拥有成熟的时速200公里铁路动车组设计和制造技术的国外合作方技术支持的中国制造企业（含中外合资企业）”。其中招标文件中明确规定了三项原则：一是关键技术必须全面转让，二是价格必须世界最低，三是必须使用中国品牌。多家世界上掌握成熟高速动车组设计和制造技术的企业，包括德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工和加拿大庞巴迪等，最初曾希望利用在华合资公司参与动车组招标，但遭到了中国铁道部的明确拒绝。中方坚持外方向中国企业全面转让技术，特别是系统集成、交流传动等核心技术，让国内企业自己掌握核心技术；并要求国外合作方为国内企业提供技术服务与培训，提高国内企业设计、制造和质量管理人员的技术水平，从而最终实现国产化。中国国内铁路装备厂商可自由选择国外合作伙伴，投标前国外厂商必须先与中国国内制造企业签定完善的技术转让协议，以使中国有关机车车辆制造企业能够全面、系统地掌握国外先进技术，从而加快中国铁路现代化的步伐。

在这一轮投标中，动车组订单共140列、分为7包，每包20列。通过竞争和由采购方代表、采购代理代表以及来自科研机构的经济、技术、法律专家组成的评标委员会依据评标办法综合评审。最终由中国北方铁路机车车辆集团所属长春轨道客车股份有限公司与法国阿尔斯通公司合作、中国南方铁路机车车辆集团所属四方机车车辆股份有限公司与日本川崎重工合作、加拿大庞巴迪公司在青岛的合资企业青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司（BSP）三家企业中标，分别获得了3包（60列）、3包（60列）和1包（20列）的订单。德国西门子因提出高昂的转让技术、车辆造价费用（原型车每列3.5亿元人民币，技术转让费3.9亿欧元）而无法在第一轮招标获得任何订单 。在首批动车组招标中，支付的技术转让金共计227亿元人民币，在招标金额中占比达51%。

2005年11月：中国铁道部与德国西门子在“以市场换技术”的原则下签订协议，西门子因而获得60列时速300公里的高速列车订单。 主条目：中国高速列车自主创新联合行动计划

参见：和谐号CRH380A型电力动车组及和谐号CRH380B型电力动车组

在引进国外高速列车先进技术后，为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2024年）》的要求，通过高速铁路核心技术体系的自主创新满足中国铁路发展的需要，在2008年2月26日，中华人民共和国科技部与铁道部共同签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划合作协议》。由两部委牵头部署，联合中科院、清华大学、浙江大学、北京交通大学、西南交大等的大量院士和科研人员，从基础理论研究、方案论证，到科学试验，凝聚中国国内最优秀的科研和产业资源，建立以产学研用相结合的创新体系，研制世界上水平最高的高速列车。

根据协议，中国高速列车自主创新联合行动计划主要有四个方面的目标：

在引进技术“消化吸收再创新”的基础上，实现自主创新，自行发展关键技术，研制时速350公里及以上高速列车；建立并完善具有自主知识产权的时速350公里及以上中国高速铁路技术体系，并在取得较强的国际竞争力；发挥科技部及铁道部两部联合优势，构建高速列车技术创新链和产业学术研究联盟，增强自主创新能力；促进创新技术投产，建立中国高速列车产业链和产业群，提升中国制造相关重大装备的能力。

中华人民共和国科技部为此启动了总投资近10亿元人民币的科技计划，这也是截止目前中国科技部所支撑的计划中投资最大的一个项目。项目共设立十个课题，共汇聚了中国国内重点高校25所、一流科研院所11所、国家级实验室和工程研究中心51家，包括有院士68人、教授500余人、研究员200余人、工程技术人员上万人。此外，科技部还配合时速400公里的高速检测车和部署时速500公里高速列车预演基础研究分别安排了“863项目”和“973项目”，从而形成一系列的从基础研究到关键技术研发再到重要的装备开发的系统工程。