2005年11月，原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，总值6.69亿欧元（原型车每列2.5亿元人民币，技术转让费8000万欧元），并被定型为CRH3A。根据协议，前两组列车由德国原装进口，西门子内部称为Velaro-CN，原编号为CRH3-002A及CRH3-004A，此后该车型更名为CRH3C，编号也相应调整为CRH3-002C、CRH3-004C。

2007年12月12日，第一组进口列车在科勒非尔德举行了隆重的交接仪式，并于2007年12月底在德国不来梅装船付运。

2008年01月，第一组进口列车运抵中国天津，随后到北京环行铁道进行试验，由唐车在中国制造的国产化CRH3C型动车组编号为CRH3-001C、CRH3-003C、CRH3-005C至CRH3-060C，其结构与进口车完全相同，铝合金车体于2007年9月完成，唐车方面原本预计这组列车会于2008年3月31日正式出厂，由于国产化列车部分零部件未能如期运抵车厂，遂延至4月11日下线。首批列车于2008年8月正式投入运营。

2008年06月24日上午9时13分，由唐车制造的第一列国产化CRH3C（CRH3-001C）于在京津城际铁路的试验中创下了394.3公里的最高时速，当天的试验中CRH3C仅用了5分钟左右，速度就提升至300km/h。

2008年08月01日，随着京津城际铁路于正式通车运营，CRH3C型动车组也于当日起投入运营，其商用运营时速达350km/h，是当时世界日常运营时速最快的轮轨高速铁路。

2009年12月09日，CRH3-013C在武广客运专线进行试验，最高时速达到了394.2公里，创下了两车重联情况下的世界运营高速铁路最高速度记录。

CRH3C型电力动车组采用动力分散式，每列8节编组，共4节动车和4节拖车（4M4T），最高运营速度达350km/h。

供电制式为交流 25 kV，50 Hz，接触网取电，IGBT水冷VVVF牵引变流器，早期车辆采用西门子1TB2019-0GCO2（550 kW）牵引电动机，后期采用永济YJ105A（550 kW）牵引电机，采用再生制动、直通式电空制动，SF500型无摇枕空气弹簧转向架，大型中空型铝合金车体。车头车钩整流罩处可见车钩导向杆伸出，支持两组列车重联运行。

CRH3C一阶段齿轮箱传动比为2.7931。

2014年7月1日，根据《铁总运（2014）150号》文件，所有CRH动车组的编号均作出了调整，CRH3C型动车组的编号方式发生变化：原编号为CRH3-001C～CRH3-080C改为CRH3C-3001～CRH3C-3080。

2009年09月28日，中国北车再获140列新一代动车组订单，其中20列为CRH3C型动车组，由唐车制造。为更适应实际运用需求，二阶段部分细节与一阶段有所区别，传动比也调整为2.429，更加适应高速运营。

2010年07月16日，全部80列CRH3C列车均已出厂。

2014年7月1日，根据《铁总运（2014）150号》文件，所有CRH动车组的编号均作出了调整，CRH3C型动车组的编号方式发生变化：原编号为CRH3-001C～CRH3-080C改为CRH3C-3001～CRH3C-3080。