车体底架，是由工字钢梁及槽钢焊接而成，中梁是车架的主要受力部件，为左右两根贯穿机车全长的45号工字钢，上下翼缘用两块厚度为18毫米的钢板加强。2TE116型机车车架的主要特点为延长了底架长度，并改变了转向架旁承的结构和位置，底架中部设有下凹的鱼腹型结构蓄电池箱。侧墙由钢结构骨架及压筋钢板组成。司机室采用独立的模块化结构，生产机车时首先将柴油发电机组和其他设备安装到车架之后，再将司机室整体焊接到车架上，司机室构架隔层之中并填充有隔音材料。除了司机室之外车体其他部分的顶盖均为可拆式，以方便组装及维修。为了使机车