E121型机车保持一致，仍然采用2В-9ДГ型柴油发电机组（2В-5Д49型柴油机、А-714А型交流发电机组），但传统系统改为采用АД-901型鼠笼式异步牵引电动机及ПЧ-МТП-550-1,2к型牵引逆变器。2TE137型柴油机车设计使用条件为温带和寒带气候，柴油机装车功率为2×4000马力，机车构造速度为120公里/小时，轴重为25吨。1986年5月25日，苏共中央委员会及苏联部长会议通过了633号文件《关于在1986年至1990年采取措施以进一步改进和加强铁路运输的物质技术基础》，支持交流传动机