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.
ТЭ1Г
В ходе эксплуатации в депо Верхний Баскунчак, ТЭ1 расходовали в 5,5 раз меньше условного топлива на тонно-километр, нежели работавшие параллельно с ними паровозы Ш. Однако выяснилось, что при обычной эксплуатации расход жидкого топлива был уже гораздо выше, чем на испытаниях, и достигал уже 35—40 % по сравнению с обычными ТЭ1. Причиной этого было то, что в отличие от испытаний, в реальной эксплуатации попросту невозможно поддерживать постоянный режим работы дизельного двигателя, а следовательно и газогенераторной установки. Также у ТЭ1 был относительно небольшой максимальный пробег без пополнения запасов топлива и воды — 500 километров, тогда как у ТЭ1 он составлял 1200 километров. Но ещё большим недостатком оказалось угольная пыль, которой были насыщены генерируемые установкой газы. Эта пыль, действуя словно абразив, повреждала цилиндровые втулки, портила клапана, загрязняла моторное масло, тем самым приводя к повышенному износу шеек коленчатых валов, а также вызывала коррозию газовых трактов. Таким образом, нормальная эксплуатация дизелей была значительно осложнена. В результате тепловозы ТЭ1 начали переделываться в обычные ТЭ1, либо отстраняли от работы, и уже в 1958 году их оставались единицы. Тем не менее, этими тепловозами заинтересовалась Китайская Народная Республика, которая попросила предоставить ей для опытов несколько локомотивов. В 1959 году на китайских железных дорогах были проведены совместные советско-китайские испытания двух тепловозов: ТЭ1−20-096 и ТЭ1−20-127. В качестве твёрдого топлива использовался антрацит из китайских месторождений. По окончании испытаний Министерство железнодорожного транспорта Китая приобрело один из этих тепловозов, присвоив ему обозначение NDQ-1.