Первый тепловоз новой конструкции, получивший обозначение ТЭ10-001 («Харьков») , был выпущен в ноябре 1958 года.
Одним из новшеств в советском тепловозостроении стал принцип цельного кузова несущей конструкции, применявшийся до этого момента лишь на чехословацких электровозах ЧС1 и рижских электропоездах ЭР1. Кузов тепловоза опирался на две трёхосные тележки, унифицированные с тележками тепловозов серии ТЭ3.
Дизель 9Д100 имел мощность 3000 л. с. и массу вместе с рамой 22 350 кг.
На тепловозе были установлены шесть новых тяговых электродвигателей ЭДТ-340А, спроектированных и изготовленных заводом «Электротяжмаш» для газотурбовоза Г1-01. Номинальная мощность двигателей при работе на тепловозе — 307 кВт, масса — 2800 кг. ТЭД имели опорно-осевое подвешивание; передаточное число редуктора — 68:15.
Впервые в отечественном тепловозостроении была применена принципиально новая система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора, обеспечивающая заданную зависимость напряжения генератора от его тока и позволяющая более полно использовать мощность дизеля, что было невозможно ранее.
В молодости на Луганском Тепловозостроительном заводе, я топливные баки собирал и варил. На эти тепловозы.
2-секционный тепловоз с электро-передачей, модернизированый.