Появившаяся тепловозная модификация «ТЭП10» предназначалась для осуществления пассажирских перевозок на территории Советского Союза. Его основное отличие заключается в том данная машина имела электрическую передачу. Имелось наличие приспособления, которое изменило передаточное редукторное отношение. Был также установлен электропневматический тормоз, изменены отдельные конструкционные узлы. Выпуск для грузового варианта осуществлялся в односекционном виде. Был назван собственным именем «Стрелой». Его выпуск впервые осуществил харьковский машиностроительный завод в 1961 году.
В своём оборудовании «ТЭП10» обладал дизельной силовой установкой марки «10Д100», тяговым генератором марки «ГП-311», возбудителем «В-600», вспомогательным генератором «ВГТ-275/120, тяговыми электродвигателями «ЭД-107», компрессором «КГ-7», аккумуляторной батареей «46ТПЖН-550» такие же, как и на тепловозе 2ТЭ10Л. Монтирование вспомогательного генератора и возбудителя произведено на площадке станины, где установили и тяговый генератор. Такой отдельной площадки не было на предыдущих сериях тепловозов.
Тепловозная кузовная часть осталась в наследство от собрата «ТЭ10». Цельность и набор жёстких элементов крепления сохранился. На кузовных стенах были установлены фермы, раскосы отсутствовали. Стойки распределены равномерным образом по всему локомотивному корпусу. Кабина машиниста является единой составляющей всей корпусной части.
Несущая конструкция кузовной части позволила снизить массу локомотива. Общий показатель тепловозной длины равен восемнадцати тысячам шестистам десяти миллиметрам. Длина между шкворнями составляет девять тысяч двести миллиметров. Максимальная скорость равна ста сорока километрам в час. Топливный бункер вмещает пять тысяч килограмм. Максимальная нагрузка на рельсовое полотно равна - 21,5 тс.
Изначально данные локомотивы имели по документам название другой модификации - «ТЭ11». Всего было выпущено по этой версии две машины. Как и предназначалось, первые машины были отправлены на дороги, где имелся большой пассажиропоток и требовались более мощные машины для вождения длинных составов.
Выпуск таких тепловозов осуществлялся харьковским заводом в течении семи лет. За весь указанный период времени было выпущено триста тридцать пять машин.
Эти локомотивы хорошо себя зарекомендовали на Октябрьской железной дороге, на маршруте из Ленинграда в Череповец и из Волгограда в Ташкент. Данный тепловоз успел поработать за такой небольшой промежуток времени и на маршруте из Черусти до Красноуфимска - этот отрезок представлял тогда Горьковскую железную дорогу.
Последнее место, где работал «ТЭП10», стала Горьковская железная дорога, Муромское депо. Два оставшихся тепловоза обслуживались там включительно по 2006 год.
Некоторые единицы этой серии удалось сохранить для наших потомков, поставив их на вечную стоянку в железнодорожные музеи, находящиеся на станционном пункте Сеятель.
В Ташкенте, в Санкт-Петербурге, в Ростове-на-Дону, в Тихорецке и Москве музеи тоже приобрели данный тепловозный тип в качестве экспоната.
