Первый тепловоз серии ТЭ1 был выпущен Харьковским заводом в марте 1947 г. После его обкаток и осмотра в Москве завод построил еще несколько тепловозов этой серии для подробного испытания их в эксплуатационных условиях.

Тепловозы с № 1 по № 124 имели движущие колеса диаметром 1 014 мм и конструкционную скорость 90 км/ч; на последующих тепловозах диаметр колес был увеличен до I 050 мм, а конструкционная скорость тепловоза — до 93 км/ч.

В 1948—1949 гг. партия тепловозов ТЭ1 поступила на Московско-Курскую ж. д. (депо Москва-Каланчевская) для опытной эксплуатационной работы с местными пассажирскими поездами. Для получения технических, тяговых н других данных о специфических особенностях тепловозов этой серии на опытном кольце ЦНИИ были проведены подробные испытания.

Полученные в результате испытания тепловоза тяговые и технические характеристики охватывают все режимы его работы и дают возможность производить по ним тяговые и экономические расчеты.

Испытания показали, что из установленной мощности дизеля ООО л. с. на ободе колес реализуется всего лишь 770 л. с., а остальные 230 л. с. расходуются на вспомогательные нужда (компрессор, вентиляторы холодильника, тяговых электродвигателей и др.) и на покрытие потерь в электрических машинах. Кроме того, полная мощность дизеля используется только в диапазоне скоростей 10—40 км/ч. При других скоростях мощность его снижается. Происходит это из-за ограничения по возбуждению электродвигателей вследствие малых токов. Другими словами, существенным недостатком тепловозов ТЭ1 является малый диапазон скоростей, при которых используется полная мощность дизеля.

Удельный расход топлива, отнесенный к ободу колес при скоростях Ю —35 км/ч, достигает 240 г/л. с. ч, что соответствует к. п. д. тепловоза на ободе 28%. С увеличением же скорости удельный расход топлива возрастает, что объясняется неполным использованием мощности дизеля на больших скоростях и увеличением сопротивлений локомотива в целом. Большой сцепной вес и высокие значения коэффициента сцепления на малых скоростях позволяют применять эти тепловозы как в поездной, так и в маневровой работе.

Создание сразу же после окончания Великой Отечественной войны, в трудный восстановительный период, тепловоза серии ТЭ1, который оказался работоспособным и эффективным, было действительно большим событием в жизни тепловозников. Это было прекрасным началом, за которым вскоре последовало создание тепловозов новейших конструкций.

Здесь ясно выразились преимущества тепловоза, обладающего таким видом передачи мощности от двигателя к колесам, при которой осуществляется автоматическое изменение силы тяги на ободе в зависимости от нагрузки.