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 ( против ) и почти на 3 тонны тяжелее (123,9 против 121,2 т). В целом все работы по проектированию были закончены уже в 1946 году, то есть заняли около года.
ТЭ1
С 1956 года началось крупносерийное производство тепловозов ТЭ3 мощностью , заменивших ТЭ1 и ТЭ2 на ряде участков и ставших основной серией вне электрифицированного полигона. В связи с этим, в конце 1950-х значительное число ТЭ1 было направлено на Московский железнодорожный узел, где заменяли паровозы на маневровой работе. Уже в 1957 году ТЭ1 полностью заменили паровозы Э на станции Люблино-Сортировочное, а в 1958 году — паровозы О и Щ на Московско-Окружной дороге. В том же (1958) году тепловозы ТЭ1 заменили паровозы Э на манёврах у Ярославского вокзала, а позже на станции Лосиноостровская заменили Э на горочной работе и СО на передаточной. С 1961 года ТЭ1 вместо паровозов С водили пригородные поезда Мытищи — Пирогово вплоть до 1963 года, когда их сменили электропоезда. А на участке Софрино — Красноармейск ТЭ1 и вовсе водили пригородные поезда до 1970-х. На Большом Окружном кольце Москвы эти тепловозы водили пассажирские поезда вплоть до электрификации (1960-е), после чего в 1967 году вместо паровозов С начали водить пригородные поезда на участке Вербилки — Савёлово.