В 1959 г. Коломенский тепловозостроительный завод разработал проект пассажирского тепловоза в двух вариантах; односекционный мощностью 3 ООО л. с. с двумя кабинами управления и двухсекционный мощностью 6 ООО л. с. с одной кабиной управлення в каждой секции.

В передней части односекцнонного тепловоза к его главной раме крепится на резиновых амортизаторах днзель-генераторная установка. Дизель типа Д45 по сравнению с аналогичным дизелем, установленным на грузовом тепловозе ТЭ50, имеет ряд конструктивных изменений, вызванных применением механических приводов к двухмашинному агрегату, вспомогательному генератору, вентиляторам для охлаждения генераторов и тяговых электродвигателей. Непосредственно от дизеля передается вращение к гидронасосу для привода гндромоторов вентиляторов холодильника и регенеративного теплообменника наддувочного воздуха.

Тяговый генератор такой же, как и на тепловозе ТЭ10, но без поворотной траверсы.

Холодильник двухшахтный с однорядным расположением воздушных и масловоздушных ребристых секций с турболнзацней мосла. Включение вентилятора и открытие жалюзи происходит автоматически в зависимости от температуры масла н воды.

Тормозной компрессор, расположенный со стороны главного і оператора, имеет индивидуальный электрический привод, для питания которого служит вспомогательный генератор мощностью 50 кет, установленный над тяговым генератором н приводимый в днижопие дизелем.

Воздушные фильтры размещены над ребристыми секциями холодильника. Около передней кабины находится котел подогрева, высоковольтная камера и санузел.

Кабины машиниста имеют более совершенную звукоизоляцию и герметизацию, обеспечивающую избыточное давление в них воздуха, что предупреждает попадание в кабину газов от дизеля. Каждая кабина имеет две входные двери и одну дверь в машинное отделение.

Цельнонесущий кузов состоит из главной рамы и собственно кузова с фермами раскосной системы. Главная рама выполнена из двух труб прямоугольного сечения, а боковая обшивка кузова из листовой стали (1,5 мм). Над дизель-генераторной установкой предусмотрена съемная крыша. Главная рама опирается на две трехосные двухшкворневые тележки, каждая с двумя движущими осями. Для установки намеченных по проекту тяговых электродвигателей мощностью по 460 кет с опорно-рамной подвеской необходимы колеса диаметром 1 320 мм по кругу катания. Несмотря на это, тележка, включая электродвигатели, будет легче на 2 т, чем тележка с тремя электродвигателями и с колесами диаметром 1 050 мм.

Однако,учитывая, что тяговые электродвигатели мощностью 460 кет еще не освоены, в настоящее время построен тепловоз ТЭП60 по второму варианту с шестью движущими осями с двумя кабинами и тяговыми электродвигателями мощностью по 307 кет.