油机和两台DW2型液力传动装置，最大轮周牵引功率达到1400马力，是当时日本国铁单节功率最大的柴油机车。与DF50型柴油机车相比，DD51型柴油机车在保持同等重量的条件下，功率增大了近一倍但造价却与前者相若。DD50型柴油机车还首次采用了独特的B-2-B轴式配置，使机车可以满足最大轴重14吨的技术要求，并且搭载了为旅客列车供暖用的蒸汽锅炉。
形式区分.
500番台.1966年起，为了满足国铁的重载货物列车牵引需要，新造的DD51型柴油机车均装有重联控