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].
ТЭ2
Тепловоз ТЭ2, имея мощность в 2 раза бо́льшую, чем тепловоз ТЭ1, был на 74 тонны легче и на 9,9 метра короче двух сцепленных тепловозов ТЭ1, отличаясь компоновкой (вагонная с несущей рамой вместо капотной), конструкцией экипажной части, наличием групп из двух постоянно соединённых последовательно тяговых электродвигателей, усовершенствованными силовыми цепями и управлением вспомогательным оборудованием, более мощным, но менее габаритным холодильником. Тепловозы серии ТЭ2 имели силу тяги длительного режима 22 тс при скорости длительного режима 17 км/ч.