Da die Reichsbahn in der DDR erkannte, dass der Einsatz von Dampfloks noch länger nötig sein würde, wurden viele Maschinen von Grund auf rekonstruiert. Gerade die Schnellzugloks der Baureihe 01 sollten noch für eine längere Zeit unverzichtbar bleiben. Somit brachte man ab 1962 insgesamt 35 Exemplare der neueren 01 mit größeren Vorlaufrädern und verstärkten Bremsen zum RAW Meiningen. Die Umbauten waren 1965 abgeschlossen und die betroffenen Maschinen wurden zur 01 501 bis 01 535.

Das Herzstück des Umbaus war der neue Kessel, der vollständig geschweißt war und über eine Verbrennungskammer verfügte. Auffällig auf der Oberseite des Kessels war die durchgehende Verkleidung der Dome in Form eines Kamms. Auch die Zylinder waren bei den meisten Loks geschweißte Neukonstruktionen, wie auch das Führerhaus. Weitere neue Baugruppen umfassten einen Mischvorwärmer, Trofimoff-Schieber und eine Indusi. Die Loks, bei denen die Kuppelräder gebrochene Speichen aufwiesen, erhielten die aus dem Amerikanischen bekannten Boxpok-Räder. Diese verfügten nicht über Speichen, waren innen hohl und waren gekennzeichnet durch große Löcher. Da die in der DDR verfügbaren Boxpok-Räder keine hohe Fertigungsqualität aufwiesen, mussten sie oft später wieder gegen Speichenräder ersetzt werden.

Die zweite Hälfte der rekonstruierten Loks erhielt ab Werk eine Ölfeuerung, bei den anderen bis auf sieben Stück wurde diese nachgerüstet. Ab 1970 ordnete man alle Maschinen mit Ölfeuerung als Baureihe 01⁰⁵ ein und die verbliebenen mit Kohlefeuerung zur Unterscheidung als Baureihe 01¹⁵. In der Ölkrise zu Anfang der Achtziger wurden die 01⁰⁵ abgestellt und es erfolgte kein Rückbau auf Kohlefeuerung. Nach ihrer Ausmusterung wurden einige Loks noch als Heizloks genutzt. Es blieben sechs Maschinen erhalten, von denen eine ab 1984 als Traditionslok im Betrieb belassen worden und zwei später wieder betriebsbereit aufgearbeitet worden war.