Après près de 20 ans de service, les Z2 se comportent encore fort honorablement et offrent un confort tout à fait satisfaisant. Seulement, les tous nouveaux automoteurs X 72500 et surtout les automotrices TER 2N ont fait progresser le confort des trains régionaux... et les exigences des clients en même temps : la climatisation, "démocratisée" par l'automobile, fait cruellement défaut sur les Z2.
C'est ce qui pousse la région Centre à financer une grande opération de modernisation de 15 Z 7300 à compter de 1999. A la clé : rénovation des aménagements intérieurs (modernisation du design) et installation de la climatisation.

D'autres régions se sont portées candidates pour financer des rénovations de Z2 : Aquitaine, Rhône-Alpes en particulier. A ce jour, rien ne semble avoir été décidé sur la teneur de la modernisation, le calendrier, ou le nombre de rames concernées.
D'abord, les régions concernées attendent de savoir si elles ont intérêt à commander du matériel neuf (les futures Z3...) ou à rénover l'existant. Il est évident que, si le marché continue de se développer, le matériel rénové ne suffira pas (en capacité et nombre de rames) et qu'il faudra sans doute investir dans du neuf.
De plus, les négociations seront forcément longues et difficiles : les régions qui payent pour une modernisation exigent souvent que les travaux soient réalisés dans un atelier ou un dépôt de la région, pour favoriser l'emploi. C'est pour cela que les Z2 rénovées pour l'Aquitaine pourraient être partiellement traitées au dépôt de Bordeaux, qui a pourtant peu d'expérience dans les opérations lourdes, car ce n'est pas sa vocation de réaliser de telles opérations ; il faudra pourtant qu'il s'y habitue...
Enfin, chaque région demande à la SNCF qu'elle étudie différents scénarios de modernisation et lui propose des devis associés : la région choisit ensuite le niveau de confort final en fonction du budget aloué ; c'est ainsi que les Z2 modernisées Rhône-Alpes, Aquitaine ou Centre pourraient bien recevoir des aménagements intérieurs, voire des options très différentes (climatisation, livrée TER Unifiée,...). Le parc ainsi constitué deviendra donc attaché à une région, ce qui risque d'introduire de nouvelles contraintes dans la gestion des roulements du parc moteur.