1967年，卢甘斯克机车制造厂（1971年至1989年称为伏罗希洛夫格勒内燃机车制造厂）试制了首台装用1А-5Д49型柴油机的TE109型柴油机车，柴油机装车功率为3000马力，也是苏联第一种采用交—直流电传动装置的柴油机车。1971年，伏罗希洛夫格勒内燃机车制造厂研制了2TE116型干线货运柴油机车，计划作为2TE10型柴油机车的换代产品，单机功率等级同样为3000马力，但采用了先进的Д49型四冲程柴油机、交—直流电传动装置和无导框式标准转向架。根据最初的技术规划，2TE116型柴油机车实际上是为研制更大功率机车的过渡阶段产品，因此柴油机装车功率仅为3060马力（16个气缸），单缸功率约为190马力；而在未来随着柴油机强化程度的提高，柴油机功率应进一步提升为4000马力（16个气缸）、单缸功率250马力，以及6000马力的20气缸柴油机，单缸功率可达到300马力。1978年，伏罗希洛夫格勒工厂又研制了8000马力的2TE121型双节式柴油机车，采用了4000马力的2В-5Д49型柴油机、整体承载式车体、架悬式转向架、囊式司机室等一系列崭新的技术 <ref>[https://zhuanlan.zhihu.com/p/63205771 【铁道科普】苏联铁路第一款单节可达6000马力的内燃机车——TE136型内燃机车]，知乎，2019-04-21</ref> 。

1984年，伏罗希洛夫格勒工厂试制了首台TE136型柴油机车（TE136-0001），并在顿湟茨克铁路局进行了试运行。1985年，这台机车在伏罗希洛夫格勒—莫斯科—列宁格勒之间进行了试运行，并送往全苏铁道运输科学研究院位于莫斯科州谢尔宾卡的环形铁道试验基地进行性能试验。TE136-0001号曾经作为当时苏联铁路的最新技术成就而先后多次在展览会上展出 <ref>[https://www.bilibili.com/read/cv2514158/ 【铁道科普】苏联铁路的“二十对轮”——2TE126型内燃机车]，哔哩哔哩，2019-4-23</ref> 。1984年，为了纪念苏联铁路内燃机车发展60年，机车被送往莫斯科里加车站和列宁格勒公开展示。1986年，机车在环形铁道举行国际铁路运输展览会展出。此后，又参加了1987年的苏联国民经济成就展，在其中的“机械工程——十月革命70周年纪念”专题展览中展出。