CRH6A继承CRH2A的设计，每四辆组成一个动力单元（TMMT-TMMT），牵引变压器设在2、6车，大部分列车采用ATM9型牵引变压器，牵引变流器位于2、3、6、7 车，牵引系统采用车控模式，每台牵引变流器包含1台逆变器，向4台牵引电机供电，辅助逆变器位于1、4、7、8车，将从牵引变压器获得单相400V交流电逆变为车辆空调、照明系统使用的不同电压。由于辅助供电采用交流，辅助电源由主变压器绕组取电，因此通过分相无电区时，辅助电源同样会断电，车内空调、照明等用电设备将会断电。

YQ-300牵引电机重量475 kg，额定功率300 kW，牵引系统允许短时功率345 kW，与CRH2系列MB5120相比，YQ-300输入电压由AC 2000 V降至1850 V，输入电流由100 A增加117 A以增大启动转矩和牵引力，进而提高启动加速度，最大转速与MB-5120-A同为6120rpm，传动比调整为4.316，系统允许最大再生制动功率565 kW。CRH6A低速阶段由CRH2系列准恒转矩控制改为恒转矩控制，在0~63 km/h恒牵引力，63 km/h后进入恒功率输出，牵引力随车速增加而下降。0~63 km/h阶段加速度约为2.34 km/h/s，而0~200 km/h平均加速度约为1.29 km/h/s。

自2012年CRH6系列首次面世，由不同厂家采用不同技术方案制造了多组样车，包括：四方CRH6A-4001、四方CRH6A-4002（三门）、四方CRH6F-4003、浦镇CRH6A-4501、浦镇CRH6A-4502（三门）、浦镇CRH6F-4503（国产牵引制动）、浦镇CRH6F-4504（西门子牵引克诺尔制动）、四方和江门合作CRH6A-4505、四方和浦镇合作CRH6A-4506、浦镇和江门合作CRH6A-4507、江门CRH6A-4508-4510、江门CRH6F-4511、江门CRH6F-4512，样车陆续在广珠城际、成灌、邕北、大西等众多线路进行了试验，早期列车使用与CRH2相同的极其落后的ArcNET网络标准，运营与维护都极其复杂，后续新版本列车更换为先进的TCN列车网络。

• 2012年11月，四方首组样车CRH6A-4001问世，交付试运行。
• 2013年02月，四方CRH6A-4002三门版样车问世。
• 2013年03月，CRH6A-4001、4002在铁科院进行试验后，在广珠城际铁路进行试运营一直持续至12月。
• 2013年05月06日，CRH6A-4501、4502（三门版）在南京浦镇车辆有限公司正式下线 。
• 2013年05月28日，中车新会生产的样车CRH6A-4508正式下线 。
• 2013年06月06日，CRH6A-4002抵达成都东动车运用所，进行重载测试，
• 2013年08月01日，CRH6A-4002开始在成灌铁路试运营，并于2014年春运期间投入载客试运营。
• 2014年02月12日，CRH6A-4002首次在成灌城际铁路载客试运行，这亦代表着CRH6正式投入商业化运营。
• 2015年05月05日，CRH6A型动车组正式获得国家铁路局颁发的“型号合格证”和“制造许可证”。
• 2016年03月30日，CRH6A投入莞惠城际铁路运营，标志着CRH6系列首批量产车型投入运营（投入运营的包括样车，其中0401为四方样车4001、0402为浦镇样车4501、0403~0408即原4505~4510）。
• 2016年08月，中车广东（江门）CRH6F-4511、CRH6F-4512下线。
• 2016年08月22日，CRH6A-4502、CRH6F-4503、CRH6F-4512在大西高铁进行测试。

2016年03月30日，CRH6A投入莞惠城际铁路运营、佛肇城际铁路（0401-0408、0601-0610）。

0401即四方原样车4001改号、0402即浦镇原样车4501改号、0403~0408即原4505~4510，其中0403为四方和江门合作、0404为四方和浦镇合作、0405为浦镇和江门合作制造。

运行于佛肇城际线和惠莞城际线的CRH6A均采用CTCS2 + ATO，可实现自动驾驶，其中0403车使用CTCS2-300S，0405车使用CTCS2-200K，其他列车使用CTCS2-300T，与当前主流的CTCS-2级车载设备相比，CTCS2-300T车载设备还在安全性和可用性上进行了提升，优化了列控车载运行控制系统内部结构设计和外部与LKJ接口设计。（2024年05月26日，两线贯通运行）

CRH6A系列提供高度的定制化，各运营主体可根据需求进行定制。

2017年04月28日，珠三角地区4组广珠城际铁路新版本CRH6A正式上线运行（0414-0417）。

2018年01月12日，12组CRH6A投入广深城际线，为春运保驾护航（0611-0622）（该车后续调至广珠城际运行）。

2018年02月10日，河南城际铁路郑州中原城市圈城际铁路（郑开线、郑焦线、新郑机场线等）逐步更换为8组CRH6A动车组（0422-0429），以替换CRH2A等干线动车组并实现公交化运营。

与佛肇和莞惠的版本相比，广珠及之后其他线路使用的CRH6A不支持ATO自动驾驶，使用CTCS2-200C，且支持LKJ2000，可以跨线运行于其他既有线路。

广珠及之后其他线路使用的CRH6A，内部构造与广佛肇和莞惠的CRH6A区别不大，但还是做了一些小改动，以适应较长交路的运营，列车在1车和8车的驾驶室后面，增加了机械师室，列车在4车和5车之间，在4车的端部增加了一个列车长监控室，列车在洗手间的对面，增加了工具柜。

2018年11月，珠三角城际轨道招标采购16组时速200公里CRH6A型城际动车组（JW2018-16），中车广东轨道交通车辆有限公司中标（0624-0639）。2020年07月15日，广清城际、新白广城际首批CRH6A型动车组正式交付广东城际铁路运营有限公司，采用广东城际涂装（0624-0639）。

2019年04月，广珠城际延伸线招标9组CRH6A动车组（JG2019-1744），实际仅制造4组，采用广珠涂装，于2019年08月交付首组（0640-0643），后续5组按9组CRH6A-A交付。

以上20组（招标25组，实际制造20组，0624-0643）CRH6A也支持ATO，使用CTCS3-300S + ATO，其中在广清城际、广州东环城际以及珠海-珠海机场等线路均使用ATO。