63年1月至3月，TGP50-0001号机车在厂内完成了调整试验，随后在莫斯科铁路局管内里亚日斯克至雷布诺耶区段进行货物列车牵引运行试验。同年，科洛姆纳工厂又试制了TGP50-0002号机车。1964年至1965年，两台机车在十月铁路局投入运用考核，在沃尔霍夫至丘多沃区段担当旅客列车的牵引任务。试验及运用结果显示，TGP50型柴油机车的可靠性较差，柴油机及传动装置时常发生故障，该型机车也因而未能投入批量生产。两台机车于1970年代初在沃尔霍夫机务段报废。
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