Локомотиву предстоит пройти 5-тысячный опытный пробег. «Катать» его будут на экспериментальном кольце Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта в г. Щербинка. Трехсекционный электровоз 3ЭС5С является модификацией электровоза 2ЭС5С с применением дополнительной (бустерной) секции, предназначенной для увеличения тяговых свойств машины и обеспечения вождения поездов установленной массы 7100 т и более.
Новичок 3ЭС5С с микропроцессорной системой управления и диагностики способен водить грузовые поезда на железных дорогах, электрифицированных переменным током напряжения 25 кВ, 50 Гц., с максимальной скоростью движения до 120 км/ч. В ходовой электровоза применена двухосная тележка, тяговая передача 1-го класса, тяговый привод с асинхронными двигателями (мощностью 8800 кВт) с индивидуальными инверторами напряжения. Также локомотив оснащен системами автоведения, управления распределенной тягой и тормозами длинносоставных поездов.
После завершения пробега начнутся сертификационные испытания электровоза 3ЭС5С, в ходе которых будут проверены тягово-энергетические показатели, микроклимат и электромагнитная совместимость.