昭和43年の奥羽本線・福島-山形間の交流転換にあわせて、交流回生ブレーキと仙山線での運用を考慮した軸重切替装置を採用した交流試作機・ED94形が製造されました。
その試験結果を基に量産型として登場したのがED78形です。
「津軽」などの急行列車や貨物列車のほか、昭和45年から運転を開始した寝台特急「あけぼの」を牽引しています。
20系の牽引にあたっては、KE72H形ジャンパ連結器を増設しています。
福島-山形間が改軌された後は仙山線で使用されましたが、軌道強化によりED75形の入線が可能になっていたこと、回生ブレーキを要する重量貨物列車がなくなっていたことで淘汰が進み、平成12年に全廃となりました。