车辆厂根据中国铁路客运提速的需要，决定利用已有的东风10C型柴油机车的技术设计平台，自行立项研制东风10F型准高速客运柴油机车。1995年3月28日，大连机车车辆厂召开设计评审会议，对东风10F型机车的技术设计方案进行了审查。机车设计过程中实施了以计算机辅助设计（CAD），以及标准化和模块化部件为主的开发模式，使得机车设计进展十分迅速。同年8月，工厂完成了机车施工设计图纸，机车进入试制阶段。1995年12月18日，时任中华人民共和国铁道部部长韩杼滨、副部长国林到工厂视察，要求加速开发东风10F型提速机车