В 1957—1958 годах харьковский завод «Электротяжмаш» и Харьковский завод транспортного машиностроения спроектировали новый односекционный тепловоз мощностью на 50 % больше, чем у секции тепловоза ТЭ3, и лишь с незначительно большей массой. Создание такого тепловоза было новым явлением не только для СССР, но и для зарубежных стран.