Ante al fuerte aumento de demanda en los grandes núcleos de Cercanías, Renfe decidió adquirir un material de dos pisos, al objeto de ofrecer una solución óptima para líneas de Cercanías de larga longitud con tiempos de recorrido superiores a 30 minutos. En un principio, se puso en circulación 12 composiciones constituidas por un remolque con cabina y cuatro remolques intermedios y remolcadas por locomotoras de la serie 269-200, que fueron sustituidas posteriormente por coches motores, también de dos pisos. En 1994, los trenes de la serie 450 y 451 pasaron a tener la composición actual: dos coches motores y cuatro remolques intermedios para la primera serie; y un coche motor, un coche remolque y un coche remolque con cabina de conducción para la 451.
Cada coche remolque tiene 100 asientos en el piso inferior y 96 en el superior. A su vez, cada coche motor tiene 50 asientos. Los asientos forman módulos separados por un pasillo central de cuatro y seis plazas enfrentadas en filas de dos y tres asientos. Cada coche dispone de un aseo en el piso inferior y todos están equipados con aire acondicionado, música ambiental y teleindicadores interiores, que informan al viajero del destino final del tren, de la próxima parada, de la hora y de la temperatura exterior, siendo asistido en el recorrido con información visual y acústica.
Cuenta con sistema de climatización. La calefacción se refuerza con calentadores a nivel del piso de los departamentos.