由于CRH2C型动车组只是在时速250km/h的CRH2-250型动车组（CRH2A）基础上加大牵引功率，仅仅满足当时最高运营时速350km/h的要求，难以满足京沪高速铁路上时速380km/h的营运要求，因此CRH2-380需要在CRH2C的基础上全面提升列车整体性能，对动车组的牵引系统、空气动力外形作出了较大改变。

CRH380A列车采用6动2拖的编组方式，牵引功率为9 600 kW，使用DSA350型高速受电弓，以及在受电弓的两侧为挡板。列车设有带一等包厢座位的一等座车（ZY）2辆、二等座车（ZE）3辆、带观光座的二等座车（ZEG）2辆和带酒吧的二等座车（ZEC）1辆。其中一等座采用2+2方式布置，二等座为2+3布置。除了带酒吧的二等座车、一等包厢座位外，其他车厢所有座位均能旋转。列车设有观光座定员12人，一等包座定员6人，一等座定员89人，二等座定员373人，全列定员480人。

2010年9月28日，CRH380A在沪杭客运专线进行高速试验，并先后两次刷新“中国铁路第一速”，并刷新了世界上“正常营运编组列车最高试验速度”（特殊改造列车的最高试验速度为法国高速列车V150的574.8 km/h）。当日上午10时40分，由上海虹桥开往杭州方向的CRH380A-6001列车（车次G55001）的试运行时速达到413.7 km/h不到一小时后的11时37分，由杭州折返到上海虹桥试运行（车次G55002）途中，最高时速达到416.6km/h。

2012年4月16日，中国南车集团正式与港铁签约落实为广深港高速铁路购置9列以南车四方CRH380A新一代高速列车技术平台为基础的电电力动车组，每列8节编组，首列列车已于2013年11月交付，随后该列车并命名为“动感号”。