车的同时，也小批量试制了20台2TE10MK型机车（），“K”即代表机车改为装用科洛姆纳工厂生产、同样被2TE116型机车采用的1А-5Д49型柴油机。1А-5Д49型柴油机（苏联国家标准GOST型号为16ЧН26/26型）为16气缸、带废气涡轮增压的四冲程柴油机，气缸直径为260毫米，活塞行程为260毫米，装车功率为3060马力。除柴油机外，机车其他部分仍然与2TE10M型机车相同。此外，部分2TE10M、3TE10M型机车后来返厂进行大修时，也改装了1А-5Д49型柴油机，车型改称为2TE10M-K