崭新的技术，包括整体承载式车体、电枢空心轴牵引电动机架悬式转向架、囊式司机室、整合式牵引发电机组、中央通风冷却系统等，使其技术水平及性能指标均处于当时世界领先水平。
改进.2TE121-001号机车出厂后，在北高加索铁路局管内迈科普至别洛列琴斯卡亚区段进行了正线运行试验及动力学性能试验，此后又在全苏内燃机车科学研究院（ВНИТИ）及全苏铁道运输科学研究院（ВНИИЖТ）的组织下，在位于莫斯科州谢尔宾卡的环形铁道试验基地进行最高速度120公里/小时的高速运行试验，并根据试验结果提出了