Первый экземпляр тепловоза 2ТЭ116 был создан в 1971 году. Он положил начало всем последующим модификациям всем тепловозам, предназначенным для работы с грузовыми поездами на железных дорогах СССР. Эта двухсекционная машина была создана на тепловозостроительном заводе в городе Луганске на Ворошиловградском заводе. В программе также участвовали тепловозостроительный завод в Коломне, завод транспортного машиностроения в Харькове, отраслевыми институтами тепловозостроения (ВНИТИ) и (ЦНИИ МПС), институт Министерства путей сообщения.
Тепловоз получился довольно удачным. Именно он в наибольшей степени использовался при перевозке грузов и в СССР, и затем в России, а также в СНГ. Практически без изменений машина выпускалась вплоть по 2007 год. Было изготовлено 1745 таких тепловозов. Самый массовый выпуск пришелся на 1980-е годы.
В начале 90-ых годов выпуск существенно сократился. Случалось, что тепловозы не строились в течение ряда лет. Обстановка начала меняться в 2004 году. Количество изготовленных тепловозов ежегодно стало увеличиваться. В 2007 году от производства базового варианта отказались. С того времени началось изготовление усовершенствованного варианта 2ТЭ116У.
Работа по созданию тепловоза шла довольно быстро. Проектировать его начали в августе 1970-го года. Часть чертежей удалось сделать в течение трех месяцев. Полностью чертежи машины были переданы в цеха через четыре месяца. Также довольно быстро был построен и первых образец. Уже в начале следующего года он привел в Москву товарный состав с углем. Такая оперативная работа стала результатом использования накопленного опыта. Предыдущий тепловоз ТЭ109, оказавшийся для своего времени довольно удачной машиной, хорошо себя зарекомендовал на железнодорожных грузовых перевозках. Это позволило, при проектировании нового, использовать значительную часть (механизмов и узлов), существовавших у предшественника.
2Т116 был оснащен двумя четырехтактными двигателями. Мощность силовых установок составляла 2250 киловатт (3060 лошадиных сил). Часть выпускаемых машин модернизировалась. Это давало возможность использовать их для работы с пассажирскими составами. Благодаря конструкционным особенностям тепловоз мог развивать скорость в сто километров в час.
Тепловоз представляет собой две однокабинные секции. Управление может осуществляться из одной, любой кабины. Секции соединяются с помощью автосцепки СА-3. Любая из них может использоваться в качестве самостоятельного тепловоза.
Условия для работы экипажа отличаются присутствие определенного комфорта. Машинисты находятся в большой кабине, имеющей высокую степень термоизоляции. Хороший обзор обеспечивается большими передними окнами. Стекла, смонтированные в них, безосколочные. В кабине имеется кондиционер. Вентиляция и отопление обеспечивают комфортную температуру в любое время года. Наличие приборов позволяет постоянно следить за скоростью движения.
Силовые установки, используемые на тепловозе, — дизельные двигатели (1А-5Д49) хорошо себя зарекомендовали на предшественнике тепловозе ТЭ109. Они приводят в движение электрогенераторы, обеспечивающие тяговые электродвигатели электроэнергией.
На основе базового варианта тепловоза были созданы различные его модификации. Все они обладали такими же хорошими характеристиками и использовались, как на перевозке различных грузов, так и на пассажирских перевозках.
Модификация 2ТЭ116Г имела двигатель, работавший на газе. Одна имела дополнительную криогенную секцию, в которой был установлен газификатор.
Вариант 2ТЭ116М имела реостатный тормоз (после начала выпуска этого варианта такая схема использовалась и на базовой модели). Кроме того, на этом тепловозе была установлена автоматическая регулировка торможения, позволяющая в автоматическом режиме обеспечивать на спусках нужную скорость.
Модификация 2ТЭ116А была максимально унифицирована с 2ТЭ121, тепловозом, который строился в 80-ых годах. Кроме того, она стала прототипом при создании 4ТЭ130.
Грузопассажирский вариант 2ТЭ116УП был создан в единственном экземпляре в 1996 году. Он имел двигатель повышенной мощности. Конструкция позволяла достигать скорости 120 километров в час.
Усовершенствованный вариант базовой модели, обозначенный 2ТЭ116У, имел новую кабину. У него также применялось реостатное торможение. Кроме того, мощность двигателя была существенно увеличенной, а система управления и диагностики была микропроцессорной.
У модификации 3ТЭ116У имелась третья, промежуточная секция. В ее головной части была смонтирована кабина, имевшая упрощенное управление.
Вариант 2ТЭ116УМ предназначался для работы на монгольских железных дорогах. У него была улучшена очистка подаваемого в двигатели воздуха и более мощные двигатели.
Тепловоз 2ТЭ116УК предназначался для ТОО «ПромТрансМенеджмент». У него отсутствовала микропроцессорная система управления. Не было и кондиционера.
На варианте 2ТЭ116УД установлены двигатели General Electriс, имевшие увеличенную, по сравнению с базовой машиной, мощность.
Так же, двигатели иностранного производства (фирма MTU) установлены на модификацию 2ТЭ116УР.
