Der sechsstufige Plan der chinesischen Regierung zur Beschleunigung des Bahnverkehrs erforderte für die fünfte Stufe eine schwere Personenzug-Diesellok für höhere Geschwindigkeiten. Diese sollte auf den noch nicht elektrifizierten Fernstrecken Verbindungen von mehr als 1.000 km Länge ohne Zwischenstopp zurücklegen und dabei neben dem Fahrer keine weiteren Besatzungsmitglieder benötigen. Des weiteren war gefordert, dass die Lok die Stromversorgung des Zuges selber übernimmt und somit keine Generatorwagen notwendig sein sollen.

Der Auftrag für die Entwicklung erteilte das Eisenbahnministerium im Mai 2003 direkt der Lokomotivfabrik in Qishuyan. Auf der Basis der DF11 wurde eine Doppellok entwickelt, von der das erste Paar bereits im November des gleichen Jahres ausgeliefert wurde. Sie war dabei die erste chinesische Diesellok mit kompletter Microcomputersteuerung. Die strömungsgünstige Kopfform brachte ihr in der Öffentlichkeit den Spitznamen „Schweinskopf” ein.

Für den Antrieb dient in jeder Lokhälfte der gleiche Dieselmotor wie in der DF11, der brutto 3.860 kW bzw. 5.248 PS leistet. Dies ist ausreichend, um mit einem Zug aus 18 bis 20 Wagen bis zu einer Steigung von drei Promille eine Geschwindigkeit von 160 km/h aufrecht zu erhalten. Der Antrieb erfolgt hier noch klassisch über Gleichstrom-Fahrmotoren. Zur Stromversorgung des Zuges befindet sich in jeder Lokhälfte ein separater Dieselmotor von MTU oder Cummins, dessen angeflanschter Generator bis zu 400 kW liefert. Die 29 ersten Paare hatten eine Stromversorgung mit 380 Volt Drehstrom und die letzten 63 Paare mit 600 Volt Gleichstrom für modernere Personenwagen.

Bei Testfahrten wurde die über 1.600 km lange Strecke zwischen Beijing und Hangzhou mit einem Durchschnitt von 138 km/h zurückgelegt. In einigen Fällen werden die Loks nicht als Doppeleinheit am vorderen Ende des Zuges eingesetzt, sondern mit jeweils einer Hälfte an jedem Ende. Dies ermöglicht ein schnelleres Wenden am Zielbahnhof und wird scherzhaft „Dōngfēng 5.5G” genannt. Auf einigen, mittlerweile elektrifizierten Strecken, wurde die DF11G durch Loks wie die HXD3D ersetzt.

Nach Einführung der Güterzuglokomotive ТЭ10 (TE10) erkannte man, dass für die schweren Züge eine deutlich leistungsstärkere Lokomotive nötig war. Somit schuf man Doppellokomotiven, indem man zwei ТЭ10 mit jeweils nur einem Führerstand nahm und diese fest gekuppelt einsetzte, wodurch die 2ТЭ10 entstand. Sie verfügte weiterhin pro Abschnitt über sechs Achsen und einen 3.000 PS starken Zehnzylinder-Gegenkolben-Zweitakt-Diesel. Gegenüber dem Einsatz von zwei konventionellen Lokomotiven sparte man so die Kosten für zwei Führerstände.

Nach 26 ТЭ10 wurden ab 1960 insgesamt nur 19 2ТЭ10 gebaut. Die Massenproduktion begann 1961 mit der 2ТЭ10Л (2TE10L). Diese war in einigen Punkten verbessert und wurde 3.192 Mal gebaut. Die nächste Variante war die 2ТЭ10В (2TE10W), von der ab 1975 1.898 Paare gebaut wurden. Ab 1981 folgten dann 3.688 2ТЭ10М (2TE10M).

Die letzte große Variante war die 2ТЭ10У (2TE10U), die 1989 eingeführt wurde. Die wichtigste Änderung bei dieser Variante war der überarbeitete Motor des Typs 10Д100M2, der einige Verbesserungen bei der Kraftstoffeffizienz mit sich brachte. Bis 1996 wurden 655 Exemplare gebaut, davon 100 der Variante 2ТЭ10УT (2TE10UT). Diese waren für den Personenverkehr vorgesehen und hatten eine Höchstgeschwindigkeit von 120 statt 100 km/h.

Um die Leistung der Lokomotiven weiter zu steigern, wurden von mehreren Generationen der 2ТЭ10 drei- und vierteilige Varianten gebaut, wodurch die 3ТЭ10 und 4ТЭ10 entstanden. Die Mittelsektionen hatten nur einen Hilfsführerstand und konnten nicht allein zum Ziehen eines Zuges verwendet werden. Von allen Varianten wurden 719 3ТЭ10 und 25 4ТЭ10 gebaut.

Insgesamt wurden von allen Varianten mehr als 10.000 Stück gebaut. Die meisten der ursprünglichen 2ТЭ10 wurden bereits in den 80er Jahren ausgemustert und größtenteils durch im Wesentlichen dieselben Lokomotiven in einer moderneren Variante ersetzt. Einige der neuesten Varianten erhielten im 21. Jahrhundert sogar neue Viertaktmotoren. Einige waren um 2020 noch im Einsatz und werden höchstwahrscheinlich sogar noch jahrelang im Einsatz bleiben. Je nach aktuellem Wartungszustand sind bei diesen Lokomotiven starke schwarze Rauchentwicklung ein häufiger Anblick.