ТЭ1
В отличие от, например, создания самолёта Ту-4, когда конструкторам приходилось точно копировать все детали американского B-29, в данном случае условия были менее жёсткие. Инженерам предстояло перевести размеры из дюймовой шкалы измерения в метрическую, а затем подогнать их под советские государственные стандарты, а также разработать узлы с учётом использования выпускаемых в СССР материалов и имеющегося оборудования. По этой причине диаметр колёс был изменён с 1016 (40 дюймов) на 1014 мм (уже в процессе выпуска его увеличат до 1050 мм), вместо тормоза EL14 системы Вестингауза применён тормоз Матросова, а сам тепловоз по сравнению с прототипом стал на 40 мм длиннее (16 892 против 16 852 мм[2]) и почти на 3 тонны тяжелее (123,9 против 121,2 т[2]). В целом все работы по проектированию были закончены уже в 1946 году, то есть заняли около года[1].
ТЭ3Л
В 1961 году Луганский завод выпустил опытный двухсекционный тепловоз, которому присвоили новую серию — ТЭ3Л и полное обозначение ТЭ3Л-001. Несмотря на внешнее отличие от ТЭ3, новый тепловоз по конструкции был на 80 % с ним унифицирован, в том числе и по основным размерам. На ТЭ3Л была применена силовая установка, состоящая из дизеля 6Д100 и тягового генератора ГП-307 производства ХЗТМ и ХЭТЗ соответственно. Такая же силовая установка была применена и на тепловозе ТЭ30 Харьковского завода и была на 4200 кг легче силовой установки ТЭ3. Но в отличие от ТЭ30, на ТЭ3Л были применены тяговые электродвигатели ЭД-104, как на серийных ТЭ10, имевшие на данном тепловозе мощность . Согласно заводским данным, в том же (1961) году были выпущены ещё 4 секции (2 тепловоза) ТЭ3Л. Согласно же Виталию Ракову, к 1962 году на дороги поступил лишь ТЭ3Л-002, из чего можно сделать вывод, что тепловоз ТЭ3Л-003 остался на заводе.