Nach der Indienststellung der ersten Serien - E 10 zeigten sich die ersten  konstruktive Mängel. Der größte Mangel waren schlechten Laufeigenschaften der Lok. Bei Geschwindigkeiten über 80 km/h begannen die Drehgestelle - durch schlechten Oberbau angeregt, sich zu Nicken und so Schwingungen aufzubauen, die bei zunehmender Geschwindigkeit so heftig wurden, dass die Achslagergehäuse gegen den Drehgestellrahmen geschlagen wurden. Gleichzeitig setzten Wankbewegungen der Brücke gegenüber den Drehgestellen ein. In Kurven fing sich die Lok wieder. Die DB zog zunächst die Konsequenz, auf geraden Streckenabschnitten mit schlechtem Oberbau die Streckenhöchstgeschwindigkeit beim Befahren mit Baureihe E 10 auf 80 km/h herabzusetzen. Gleichzeitig wurde das BZA Minden beauftragt, bei Probefahrten, Maßnahmen zu dämpfen der Schwingungen  zu untersuchen. Dabei stellte man fest, dass man befriedigende Laufeigenschaften erzielte, wenn man bei der Achslagerfederung Gummifedern anstelle von Stahlfedern benutzte und parallel zur Brückenabstützung Teleskopstoßdämpfer einbaute. Alle  E 10er , die bis Mitte 1957 ausgeliefert worden waren, erhielten daraufhin  diese Teile eingebaut, da sich zu diesem Zeitpunkt bereits zahlreiche Federbrüche und Brüche an Ausrüstungsteilen der Loks ereignet hatten. Alle Neugebauten E 10 er rüstete man gleich mit den neuen Zusatzteilen aus.
Neben den schlechten Laufeigenschaften fielen die Drehgestelle durch eine weitere schlechte Eigenschaft auf. Sie ließen sich sehr schwer drehen. Eine Kraft von 15000 kN war am Spurkranz nötig, um das Drehen eines Drehgestells hervorzurufen. Die Folge war, ein hoher verschleiß an Radreifen bei Kurvenfahrten. Versuche zeigten, dass man diesen unhaltbaren Zustand dadurch verbessern konnte, dass die Gleitschienen an der Brücke aus Gummi statt aus Stahl gefertigt wurden. Nun waren selbst zur Vollauslenkung des Drehgestells Kräfte von nur max. 8 kN  nötig. Die Loks der ersten Lieferungen wurden entsprechend nachgerüstet.
Trotz der nachträglichen Hilfsmaßnahmen waren die Laufeigenschaften der Drehgestelle nicht gut. Vor allem bei Geschwindigkeiten über 140 km/h waren sie kaum noch befriedigend. Daher beauftragte man die drei Herstellerfirmen , Krauss-Maffei. Henschel und Krupp, mit der Konstruktion von neuen Drehgestellen. Nach dem  lieferten der Versuchsdrehgestelle stellte sich heraus, das nur das Henschel-Versuchsdrehgestell befriedigende Ergebnisse lieferte, es wurde vorübergehend in die E 10 184 eingebaut. Vergleichsmessungen mit den Seriendrehgestellen der E 10 109 zeigten, dass die Laufeigenschaften des Henschel-Drehgestells bei Geschwindigkeiten bis 140 km/h etwas besser, darüber deutlich besser als beim Seriendrehgestell waren.
 Die DB zog daraus die Konsequenz, aus Gründen der Einheitlichkeit die Neubgebauten E 10er  weiterhin mit den Seriendrehgestellen auszurüsten. Lediglich einige E 10, deren Höchstgeschwindigkeit über 150 km/h liegen sollte, sollten Henschel-Drehgestelle bekommen. Wegen ihrer bescheidenen Laufeigenschaften bei hohen Geschwindigkeiten hat man 1986 schließlich die Herabsetzung der Höchstgeschwindigkeit auf 140 km/h bei allen Loks mit Seriendrehgestellen verfügt. Im Dezember 1991 mussten wegen Schäden an den Drehgestellen und Antrieben die Höchstgeschwindigkeit der Loks mit Henschel-Drehgestellen sogar auf 120 km/h herabgesetzt werden. Nach Ertüchtigung der Drehgestelle in den Jahren 1993 und 1994 konnte die Höchstgeschwindigkeit wieder auf 160 km/h angehoben werden.
Im Mai 1962 jenes Jahres kam der neue "Rheingold" der streckenweise eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h erreichen. Hierfür musste die Getriebeübersetzung der vor diesem Zug eingesetzten E 10 auf l : 1,91 verändert werden. Um bei dieser Geschwindigkeit noch befriedigende Laufeigenschaften zu haben, mussten die entsprechenden Loks mit Henschel-Drehgestellen ausgerüstet werden. Es gelang der Industrie jedoch nicht die neuen Rheingold Loks der Unterbaureihe E 10.12 rechzeitig Fertigzustellen. Daher wurden behelfsmäßig die Serienloks E 10 239-244 als Rheingold Loks hergerichtet. Sie erhielten die für 160 Km/h geänderte Getriebeübersetzung, Henschel Drehgestelle und die Rheingold Lackierung. Sie erhielten wegen des geänderten Getriebes die Seriennummern  E 10 1239-1244 und wurden zwischen Februar-Mai 1962 ausgeliefert. Als dann ab Oktober 1962 die 6 entgültigen Rheingoldloks  E 10 1265 - E10 1270 geliefert wurden, baute man die provisorischen Rheingold- Loks wieder blaue in Serien E 10er um. Jedoch mit einer Höchstgeschwindigkeit von 150 km/h. Dabei erhielten sie ihre alte Nummer zurück. 
Ein ähnliches Verfahren wurde 1963 wiederholt, als man sich nach den Erfolg mit dem Rheingold verhältnismäßig kurzfristig entschloss, den Rheinpfeil mit dem gleichen komfortablen Fahrzeugmaterial auszustatten. Wiederum wurden vorübergehend Serienloks, diesmal die E 10 250 bis 254 für eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h hergerichtet und mit blau/cremefarbenen Anstrich versehen. Die Umnummerierung ersparte man sich diesmal. Als in den Monaten Oktober 1963 bis Februar 1964 die endgültigen 5 Rheinpfeil-Loks, E 10 1308 bis 1312, abgenommen wurden, erfolgte wiederum der Rückbau der provisorischen Vorgänger. Zwischenzeitlich hatte man beschlossen, den Rheingold Lokkasten auch bei den Serien-E 10 zu verwenden. Ihn erhielten alle E 10 ab E 10 288, darunter auch die dritte und letzte Serie von Loks der Unterbaureihe E 1012 (bzw. 112, wie sie nach der Umnummerierungsaktion Anfang 1968 hieß), 112 485 bis 504. Letztere sind - anders als ihre Vorgängerinnen - nicht mit Henschel-Drehgestellen ausgerüstet. .
Größere konstruktive Veränderungen musste auch das Schaltwerk im Laufe der Bauzeit der E 10-Bauserien über sich ergehen lassen. Das BBC-Schaltwerk N 28 h der Ursprungsausführung war wegen seiner starken mechanischen und elektrischen Belastung einem hohen Verschleiß unterworfen. Die große mechanische Belastung bestand darin, dass es innerhalb von 0,5 Sekunden exakt von einer Schaltstufe zur nächsten schalten musste. Dazu mussten die Kontaktrollen stark beschleunigt und nahezu schlagartig abgebremst werden, um exakt auf den Kontakten der Trafoanzapfungen liegen zu bleiben, was durch mechanische Arretierung erfolgte. Die hohe elektrische Belastung war bei den Lastschaltern gegeben, die schalteten. während sie von hohen Strömen durchflossen wurden.
Im Jahre 1958 entwickelte die Firma SSW ein neues Schaltwerk (Bezeichnung: W 29) für die Hochspannungssteuerung, das sie auf eigene Kosten in der E 10 005 erproben ließ.  Dieses Schaltwerk besitzt im Gegensatz zum BBC-Schaltwerk keine nockenbetätigten Lastschalter mehr, sondern Sprunglastschalter. Wenn ein Umschaltvorgang erfolgen soll, werden zunächst die Federn der Lastschalter gespannt. Wenn die Spannkraft groß genug ist, lösen sie aus und drücken den Lastschalter in die neue Endstellung. Es kann also nicht mehr wie bei den BBC-Schaltwerken vorkommen, dass ein Schaltvorgang wegen einer Störung unterbrochen wird und ein Lastschalter zwischen den Endstellungen stecken bleibt. Dies kommt vor allem dann vor, wenn eine Notsteuerung bei Hand erfolgt. Das durch die Federn sprunghaft erfolgende Umschalten hat auch den Vorteil, dass die Funkenbildung gering ist. Entsprechend sind der Verschleiß geringer und der Umschaltvorgang leiser. Weitere Vorteile gegenüber dem BBC-Schaltwerk sind im Antrieb durch eine Spindel statt einer Kette (kein Nachspannen der Kette im Bw nötig) sowie in der vorteilhafteren Lagerung der Kontakte zu finden. Letztere liegen beim BBC-Schaltwerk im Isolierstoff gebettet. Wenn die Kontaktrollen auf dem Weg von einem zum nächsten Kontakt über den Isolierstoff laufen, kommt es zu Kriechströmen. Dies kann bei den Kontakten des SSW-Schaltwerkes nicht geschehen, da diese umgeben von Öl frei im Raum hängen. Schließlich sind die Kontakte statt auf einer Schlittenbahn im Kreis angeordnet, so dass das Schaltwerk raumsparend ist. All diese Vorteile zeigten sich im Probebetrieb auf derE 10 005 sehr bald, so dass ab 1961 eine Ausweitung der Versuche auf Serienloks der Baureihe E 10 erfolgte. Es handelte es sich um die Loks E 10 219 bis 222 und 232, in denen das Schaltwerk zum Teil (außer in 110 220 und 222) noch heute im Einsatz ist.
Während die Erprobungsphase mit dem Schaltwerk W 29 lief, entwickelte BBC ein neues Schaltwerk (Typ NO 32), das ähnlich positive Merkmale wie das SSW-Schaltwerk bietet. So hat auch dieses die Kontakte platzsparend im Kreis angeordnet; die Kontaktbahnen sind so ausgebildet, dass keine Kriechströme mehr auftreten können. Auch wird zum Antrieb ein Kegelradgetriebe anstelle der Ketten benutzt. Doch beim Wettrennen um die Nachfolge des alten BBC-Schaltwerkes N 28 h behielt die SSW die Nase vorn. Gleichzeitig mit dem Erscheinen den neuen BBC-Schaltwerkes stellte sie eine verbesserte Ausführung ihres Schaltwerkes W 29 vor. Bei dieser Ausführung, W 29 t genannt, hat sie die Sprunglastschalter durch Thyristoren ersetzt. Mit Hilfe dieser Halbleiterelemente kann das Umschalten funkenlos und damit verschleißfrei erfolgen. Für den Schaltvorgang sind nur noch Mikrosekunden nötig. Die Zugkraftsprünge beim Anfahren gehen dadurch von 9-10 % auf rund 4 % zurück, wodurch ein gleichmäßigeres Anfahren mit geringerer Schleuderneigung möglich ist. Die DB gab beiden neuentwickelten Schaltwerken dieselbe Chance und ließ sie versuchsweise einbauen. Das SSW-Schaltwerk W 291 erhielten die E 10 295 und 340 ab April 1964 vorübergehend eingebaut, das BBC-Schaltwerk NO 32 u.a. die E 10 298 und 338.
Wie nicht anders zu erwarten war, setzten sich die Halbleiterbauelemente durch, so dass die Loks der Baureihe E 10 von der Betriebsnummer E 10 399 an serienmäßig mit dem SSW-Schaltwerk W 29 t ausgerüstet wurden. Es bewährte sich so gut, dass außen den Loks der ersten Generation auch die Loks der Baureihe 151 damit versehen wurden. In der Baureihe 103 ist es in leicht abgewandelter Form vorhanden.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die elektrischmechanische Nachlaufsteuerung bei den Unfall-Loks 110 107, 271 und 343 beim Wiederaufbau durch eine rein elektrische Nachlaufsteuerung ersetzt wurde.