2015年06月底，四方股份和长客股份研制生产的两组中国标准动车组样车陆续抵达中国铁道科学研究院环行铁道试验基地。

2015年06月30日上午，中国铁路总公司在铁科院环形铁道试验基地内，为四方股份和长客股份研制生产的两组中国标准动车组样车举办了中国标准动车组下线仪式。

2015年07至08月，中国标准动车组样车在铁科院环形铁道试验基地进行静态调试和低速试验工作，主要包括单组性能调试和科学试验的准备工作、型式试验（静置和160 km/h及以下速度级）、互联互通功能实车调试和验证试验（静置和160 km/h及以下速度级）。

2015年08月21日，两组样车开始进行重联运行测试。

2015年08月25日，两组样车组抵达沈阳皇姑屯动车所。

2015年08月26至30日，两组样车在沈阳铁路局管内哈大高铁和长珲城际进行测试，其中在长珲城际长春－吉林区间进行了时速250公里有砟轨道动车组动力学性能试验。

2015年09月，两组样车回到铁科院环形铁道试验基地继续试验工作。

2015年10月14至16日，再次在沈阳局管内哈大线和长珲城际铁路长春－吉林间进行了长客股份250 km/h及以下速度级动力学性能试验。

2015年10月23日，两列标准动车组抵达大西综合试验段。

2015年10月23日至11月16日，在大西综合试验段原平－蝎子寨大桥间进行了200～370 km/h速度级的动力学性能、弓网受流性能、空气动力学、车内外噪声性能、动应力等相关试验，试验测试结果满足试验大纲的要求。

2015年11月18日，CR400AF-0207在大西客专高速综合试验段，经过33.84公里距离的加速，在公里标K217+560处试验速度达到最高速度386.4km/h。

2016年05月15日，两组样车抵达郑徐高铁，展开为期两个月的综合实验。

2016年07月01日~15日，中国标准动车组样车，在郑徐高铁上进行了综合试验，成功实现时速420公里两车交会及重联运行的目标。这是拟运营高铁动车组列车世界上首次实现时速420公里交会运行。

2016年07月25日起，两组样车开始在沈阳铁路局管内进行不载客试运行。

2016年08月05日，由四方和长客分别生产的第二组样车（CRH-0208、CRH-0507），先后抵达铁科院环形铁道试验基地进行调试。相较于0207，CRH-0208在各方面进行了改进。同时与CR400BF进行了技术互换，采用了纵横机电TKD511B-2000 IGBT-VVVF和永济YJ302A电机。

2016年08月15日上午6时10分，由两组样车重联担当的G8041次列车驶出大连北站，沿哈大高铁驶向沈阳站，这是中国标准动车组首次正式载客运行。

2016年10月12日，第二批两组样车结束了在铁科院的试验，回送至太原南站，准备在大西客专高速综合试验段开始进行综合试验。

2016年10月26日，两组样车结束了为期73天的载客试运营，正式完成静态调试、型式试验、动力学实验、空载运行、载客运行等在内的60万公里的考核试验。

2016年10月27日，两组中国标准动车组样车，分别从大连北站出发，当日回到青岛四方股份和长春长客股份的厂内，进行拆解检修。

2017年01月03日，国家铁路局向中车青岛四方机车车辆股份有限公司颁发了中国标准动车组（简称中国标动）型号合格证和制造许可证，型号定为CR400AF。

2017年02月16日，两组中国标准动车组样车CR400AF-0207、CR400BF-0503重联担当G65/8次运行。

2017年07月07-08日，CR400AF-0207、CR400BF-0503在京沪高铁进行提速350 km/h相关试验。

2017年07月23日，CR400AF-0207、CR400BF-0503回归G65/8次。

2017年10月17日，CR400AF-0207、0208、CR400BF-0305、0503、0507开始交替担当京津城际、G9061/2/3/4、G65/8等车次。

2017年12月，五组样车均投入京津城际运行。

相较于既有列车，空气阻力进一步减小，气动阻力由CRH380A的74.5 kN和CRH380D的71.6 kN下降至65.1 kN，CR400AF的转向架结构一定程度延续了CRH380A系列的设计思路，同时相比CRH380A的SWMB/TB-400转向架，SWM-400E1/SWT-400E1最大允许轴重从16 t改成17 t，承载能力更佳，变位适应性更强，空气弹簧失气时的动力学性能更优，二系悬挂只使用常规的横向减振器，动力转向架制动吊座安装位置由横梁改到侧梁，同时采用920 mm轮径轮对，还新增了防脱线装置。另外的每个无动力轴有三个轴装制动盘，取消轮装制动盘，采用S1002CN或LMA型踏面。编组为4M4T，采用额定功率625 kw的YQ625或YJ302A电动机。日系和欧系高压母线跨接方式不同，日系采用L型T型插头，跨接稳定，缺点是拆装麻烦，拆装后需要重新做耐压试验，更换真空包。欧系采用跳线+半刚性终端，拆装简单，维护方便。缺点是检修强度大，需要清洗绝缘子；高压线裸露容易触发接地故障，高压拓扑结构需要增加高隔防止母线接地故障。复兴号采用的结构为日系接头+欧系拓扑，母线布置在3/4/5/6车上，如需通过轮渡等场景需要解编，采取的方式为断开2/3车和（或）6/7车，而无需拆解高压母线。

样车的涂装和坐席已经修改为与量产车相同，但是仍有很多内部细节保留样车的状态。