主要配属于伏尔加铁路局、东南铁路局、北高加索铁路局、十月铁路局、斯维尔德洛夫斯克铁路局。乌克兰铁路的2TE116型柴油机车几乎遍布全国铁路干线，主要配属于南方铁路局、顿涅茨克铁路局、第聂伯河沿岸铁路局、西南铁路局及敖德萨铁路局。此外，在俄罗斯、爱沙尼亚、拉脱维亚亦有一些民营铁路公司购置或租用2TE116型柴油机车，担当重载货物列车的牵引任务。
后继车型.
2TE116M.1974年，伏罗希洛夫格勒内燃机车制造厂试制了首台带有电阻制动装置的2TE116M