1998年底，戚墅堰机车车辆厂和南京浦镇车辆厂（下称“浦镇厂”）分别完成了动力车和拖车的设计方案；1999年1月，动车组技术设计通过铁道部技术评审；1999年4日，戚墅堰厂、浦镇厂完成了列车的施工设计，开始进入试制阶段。1999年7月，为动力车研制的12V280ZJ型柴油机在戚墅堰厂通过UIC100小时试验。1999年8月17日，两台动力车在戚墅堰厂落成。

1999年8月底，浦镇厂的9辆拖车车厢竣工，戚墅堰厂的动力车被送往南京与拖车完成编组，并在浦镇厂内完成小半径曲线通过性能、列车供电、制动系统等初步试验。1999年9月初，“新曙光”号列车被送往中国铁道科学研究院北京环形铁道试验基地进行安全评估和综合性能试验。9月14日，“新曙光”号列车抵达上海，此后又在沪宁铁路、沪杭铁路进行了为期一个星期的轨道动态试验，期间最高试验速度达到199.4 km/h，时任铁道部副部长刘志军等人亦参加了“新曙光”号的全程试验。9月23日，“新曙光”号列车通过安全评估，并被允许按180 km/h的最高速度投入运用。

为减轻轴重和轮轨之间的作用力，动力车采用Ao1Ao-Ao1Ao轴式（即每台转向架的中间轴不设牵引电机），由东风11型机车的准高速转向架改进而成。

新曙光号的车厢高度比普通双层客车低150 mm，为保证客室内高度不低于2 000 mm，采取了整合工艺的手法去解决，例如：主风道从中间移至车辆两侧；主照明采用大型铝合金断面型材，集照明和送风道于一体；行李架集声、光、电、载物和装饰于一体等。

车厢以每3辆为一单元，中间车取消厕所，改设座位，每单元设一小卖部，编组采用3辆双层硬座车+3辆双层软座车+3辆双层硬座车的方式。

各车厢的I 端为工作端，II 端为生活端，上、下层为客室，楼梯采用直上、直下封闭式各车工作端、生活端的布置不尽相同。如II端均设有配电室、乘务员室,而播音室、列车长办公席、座席只分别设在03、07和04、06号车上；布置在II端的洗手间、洁具室、洗面室、储藏室、座席则不是每个车上都配备。硬座车采用2+3的方式设置，为固定式座椅，软座车采用前滑可躺式座椅。

由于车头外形和涂装的特点，新曙光号被火车迷昵称为“蚕宝宝”。