DF41型柴油机车是由汽车制造自行开发研制的电力传动干线柴油机车，其中车体及转向架等机械部分由汽车制造提供，牵引发电机和牵引电动机等电器设备由东洋电机提供，柴油机则由三井造船提供。机车采用双端司机室和内走廊结构的箱型车体，司机室外形类似于同时期的EH10型电力机车，前窗部分在中央分割为左右两块玻璃并稍微具有后倾角，但DF41型柴油机车还采用带有贯通门的贯通式结构，以便机车重联时乘务人员通过到另一台机车。机车上还搭载一台为旅客列车供暖的SG3型蒸汽锅炉。机车走行部为两台三轴转向架，牵引电动机采用轴悬式驱动方式