根据铁道部下达的设计任务书要求，株洲所和株机厂于1993年10月至1994年6月，先后完成了机车总体、[[转向架]]、[[电器]]、空气管路系统、牵引电机等方面的设计工作；1994年7月开始试制，1995年2月首两台韶山8型机车样车（SS8 0001、0002）竣工，1995年5月赴[[广铁集团]]韶关机务段考核运行，1995年8月正式投入牵引旅客列车。两台样车以韶山5型电力机车作为原型基础，采用Bo-Bo轴式以及应用有补偿绕组六极串励直流（脉流）牵引电动机，电机功率为800千瓦，机车持续功率3,200千瓦。1996年4月至5月，株机所及株机厂按照设计要求，设计新的900千瓦牵引电机和轮对空心轴转向架，并对0001、0002号两台机车进行重大技术改造，改为采用ZD115型900千瓦脉流牵引电动机和轮对空心轴传动结构转向架，持续功率提升至3,600千瓦，满足最高运营[[速度]]170公里/小时的要求。