À partir de janvier 2007, les Z 20500 circulant sur la ligne D sont progressivement rénovées : mise en place d'équipements intérieurs, tels que les sièges, similaires aux RIB/RIO Transilien, et livrée quasi identique à celle des dernières Z 20900. La rénovation de celles à quatre caisses du RER C et de la ligne P du réseau Transilien Paris-Est a commencé en 2010.
La rénovation consiste aussi en la suppression des cloisons intérieures de la voiture centrale de la rame qui sépare les anciennes zones première classe/seconde classe. La suppression des sièges de la première classe augmente légèrement la capacité des rames : configuration 3+2 au lieu de 2+2.
Contrairement aux précédentes rénovations (RIO, VB 2N), les Z 20500 ne recevront pas de climatisation. La faible amélioration apportée a d'ailleurs provoqué la colère d'associations d'usagers.
La première rame rénovée (88V) circule depuis le 16 janvier 2007.
De 2002 à 2006, certaines rames de Villeneuve ont été régulièrement détachées sur le réseau TER Rhône-Alpes durant l'hiver afin de renforcer la desserte sur les axes « Lyon - Evian » et « Lyon - Saint-Gervais ».
La Défense <> La Verrière de 1995 à 2003
Z 20698 en nouvelle livrée Transilien à Moret-sur-Loing (77) | Passage de la Z 20677-78 à Moret-sur-Loing (77). | Rame en gare de Lagny - Thorigny et en direction de Meaux en mission MERI du Transilien P (77). |