Д56型柴油机，由于柴油机的重量太大，机车采用了具有附加导向轮对的五轴转向架来分担重量。机车采用交—直流电传动，传动装置与TE136型机车大致相同。2TE126型柴油机车设计使用条件为温带和寒带气候，构造速度为100公里/小时，轴重为25吨（动轮），持续牵引力达到2×470千牛，一组2TE126型机车足以取代两组重联的2TE10、2TE116型柴油机车。1989年，2TE126-0001号机车被送往全苏铁道运输科学研究院位于莫斯科州谢尔宾卡的环形铁道试验基地开始进行性能试验，并在环形铁道举行的1989年