Die sehr gute Bewährung der Schnellzuglokomotiven der BR E 16 mit Einzelachsantrieb System Buchli veranlasste 1925 die DRG, den bis dahin weit verbreiteten Antrieb mittels großer Motoren und Kuppelstangen auf Grund der schwierigen Unterhaltung zugunsten des Einzelachsantriebs mit entsprechend kleineren Motoren zu verlassen. Hierzu sollten umfangreiche Versuche durchgeführt werden, in denen die deutschen Schienenfahrzeug-hersteller, unabhängig vom Schweizer Buchli-System, ihre eigenen Vorschläge unterbreiten konnten. So entstanden die Probelokomotiven E 16 101, E 18 01, E 21 51 sowie die hier zu beschreibenden E 21 01 und E 21 02.

Die Allgemeine Electricitäts-Gesellschaft (AEG) entwickelte diese beiden Lokomotiven und verwendete als Antrieb den aus Amerika bekannten Westinghouse-Antrieb, bei dem das Drehmoment über eine Hohlwelle mittels beiderseitig eingespannter Wickelfedern auf die Treibräder übertragen werden. Auf dieser Grundlage entwickelte die AEG den sogenannten AEG-Federtopfantrieb (auch AEG-Kleinow-Antrieb), der sich so gut bewährte, dass die DRG anschließend diesen Antrieb für alle weiteren serienmäßig zu beschaffenden elektrischen Schnellzuglokomotiven vorschrieb.

Beide Maschinen besaßen einen durchgehenden Fachwerkrahmen (patentiert) als Untergestell und einen unsymmetrischen Lokkasten mit einem einseitig halbhohen Vorbau und Führerständen auf beiden Seiten. Der Antrieb auf die vier Treibradsätze erfolgte über hochgelagerte Doppelmotoren, (fremdbelüftete, achtpolige Wechselstrom- Reihenschlussmotoren mit Kompensations- und  Wendepolwicklung) die Kraftübertragung über eine Hohlwelle mit beiderseitig sechsteiligem Schenkelstern mit Federtöpfen. Die Laufradsätze waren als Bisselgestell (E 21 01) bzw. als Krauss-Helmholtz-Gestell (E 21 02) ausgeführt; am anderen Fahrzeugende befanden sich zwei Laufradsätze, zusammengefasst in einem Drehgestell. 

Die elektrische Ausrüstung bestand u.a. aus einem fremdbelüfteten Trockentransformator sowie einer elektromagnetischen Schützensteuerung mit 22 Dauerfahrstufen und 2 Vorstufen. Das   Lokomotivdach mit einem kleinen Aufbau über dem Transformator war im Bereich des Maschinenraumes in fünf Teilen zum Ein- und Ausbau der Ausrüstungen abnehmbar. Beide Maschinen sahen äußerlich weitgehend identisch aus, allerdings hatte die E 21 01 zwei Stirnfenster, die E 21 02 deren drei (das stirnseitige Lokschild befand sich bei E 21 01 zwischen den Führerstandsfenstern). Auch unterschieden sich die Sandkästen in ihrer Form ("zweizackförmige" für E 21 01, trichterförmige für E 21 02, wie sie später auch bei der E 17 zur Verwendung kommen sollten).

Das Leistungsprogramm sah u.a. die Beförderung von 630-t-Schnellzügen mit 95 km/h in der Ebenen, 72 km/h bei 10 ‰ Steigung und 54 km/h bei 20‰ Steigung vor. Ab 1926 erfolgten Messfahrten der E 21 01 im mitteldeutschen Netz, ehe sie am 6. April 1927 nach Schlesien kam. Ihre erste Beheimatung war im Bw Lauban; danach kam sie zum Bw Hirschberg. Die Laufleistungen der Maschine waren außerordentlich hoch. Es gab keine großen technischen Probleme, der Fahrzeuglauf war gut, das Getriebe lief ruhig und auch die gute Zugänglichkeit der Hauptausrüstungen wurde sehr gelobt.

Bei der E 21 02, die ca. 1 Jahr nach der E 21 01 in Betrieb genommen wurde, verlief der Start etwas problematischer. In der Anfangszeit gab es häufig Überschläge und Kurzschlüsse in der elektrischen Ausrüstung. Nach einigen Modifizierungen lief aber auch diese Maschine gut. 1929 erbrachte sie z.B. eine Laufleistung von 104.332 km. Die beiden E 21 standen bis 1945 im Reisezugdienst des Bw Hirschberg und bespannten Schnellzüge zwischen Breslau und Görlitz.