为采购用于陇海铁路郑宝段电气化铁路的电力机车，中国铁道部于1986年展开了电力机车的国际招标项目，成为继8K型电力机车之后第二种按照中国铁道部招标书要求、通过国际招标引进的中国铁路机车；对于机车选型，主要考虑是要满足近期铁路货运的牵引要求、质量上可靠耐用，并对国产电力机车有借鉴作用 。铁道部通过中国机械进出口总公司向世界著名的机车制造公司发出招标书，参加招标的公司包括瑞典、日本、瑞士等国家的机车制造商 。经过谈判和评标后，中国正式向日本三菱电机和川崎重工业订购85台6K型电力机车，交易总额达240亿日元 。在机车型号中，“6”代表六轴，“K”代表可控硅整流。
6K型电力机车由川崎重工业、三菱电机联合设计制造，三菱电机伊丹制作所提供电气部件，川崎重工业兵库工厂提供机械部分并进行总组装，此外住友金属工业也负责提供车轴 ，川崎重工业内部代号为K6，意为川崎重工业公司第六款出口机车。机车设计图纸经中方审定后，由中方派出人员赴工厂执行监造工作，对机车部件的加工工艺、生产流程、整机组装等进行质量管理 。6K型电力机车为六轴相控交流电力机车，为适应陇海铁路郑宝段部分区段小半径曲线多、坡度大的运行条件，6K型机车选用了Bo-Bo-Bo的机车轴式，有别于中国国产电力机车传统的Co-Co轴式。6K型机车基本继承了日本电力机车的传统设计和技术，其中电气部分参考了日本国铁的ED75型500番台、ED77型电力机车的多段桥相控整流电路；机车车体和转向架等机械部分参考了EF66型、EF81型电力机车的设计。 首台6K型机车于1987年7月底运抵中国，并于同年11月至1988年3月期间对机车进行整车性能的型式试验，这项试验由日方委托铁道部科学研究院，在北京环形铁道进行 。经验收试验后，发现6K型机车有五项部件未能符合合同规定的质量要求，经交涉后日方承认责任并负担赔偿，总赔偿额超过41亿日元 ；其中最显著的问题为牵引电动机故障，首批6K型电力机车投入运行不久，就出现许多牵引电机环火、换向器异常等故障，严重影响了机车的正常运行，最终三菱电机承认了电机结构上存在的缺陷，同意赔偿并更换了所有机车的牵引电机。
80台6K型电力机车于1987年至1988年间分批运抵中国，全部配属郑州铁路局洛阳机务段，担负陇海铁路郑州（郑州北）—洛阳—三门峡西区段的客货列车牵引任务，成为此后20年间该区段的主力电力机车车型之一。至2000年代末，6K型机车不但用于担当陇海铁路郑州北至新丰镇段的货运列车交路，同时还负责华山至洛阳段客运列车交路和洛阳至嘉峰段客运列车交路。2009年12月底，焦柳铁路洛阳至张家界区段电气化改造工程全线完工 ，洛阳机务段从2010年3月起使用6K型、韶山6型电力机车担当牵引洛阳北（关林）至襄樊北间的货物列车，大部分6K型机车从陇海铁路调至焦柳铁路使用。
2013年下半年，由于机车经过长时间运用而老化严重，洛阳机务段开始批量报废6K型电力机车。2014年3月21日，随着嘉峰至洛阳的6918/6919次旅客列车到达洛阳站，亦标志着6K型电力机车完成最后一次牵引任务。6K型电力机车在中国铁路服役的27年间，平均每台机车走行396万余公里。6K型电力机车停运报废后，焦柳线货物列车均改由韶山4型电力机车担当，嘉峰至洛阳的普通旅客列车亦改由HXD3型电力机车牵引。 在1980年代中国从国外引进的8K、6K、8G型三种电力机车车型之中，6K型机车是技术较先进的车型之一；根据中国要求，三种机车均采用Bo二轴转向架为基础、单轴功率800千瓦、最高速度100公里/小时、以发挥牵引力为主的交—直流电传动电力机车。6K型电力机车的Bo-Bo-Bo轴式转向架、C级绝缘复励牵引电动机、多处理器微机控制系统等先进技术对当时中国国产电力机车而言均为国内首见。这些先进技术的引进和国产化，对后来中国国产电力机车发展造成重要影响。
1992年，通过消化吸收6K、8K型电力机车技术，大同机车厂与株洲电力机车研究所成功试制了韶山7型电力机车。韶山7型机车大量采用了6K型电力机车的技术，其Bo-Bo-Bo轴式转向架、复励牵引电动机、Z型低位拉杆牵引装置等均直接借鉴自6K型机车；大同厂并在韶山7型基础上，先后研制了韶山7B型、韶山7C型、韶山7D型等一系列电力机车，以及ZD111、ZD120A型等复励牵引电动机。而株洲电力机车厂通过学习6K型电力机车的主电路系统，将不等分三段桥晶闸管相控调压技术广泛应用于韶山3型4000系、韶山4改型、韶山4B型、韶山6B型、韶山8型等国产电力机车 。此外，6K型电力机车使用的法维莱LV-2600型受电弓，由于重量轻、特性稳定、故障率低，因此也成为国产化的对象，被广泛用于中国“韶山”系列电力机车。
