了填补上述型谱之中的大型和中型柴油机车，日本国铁先后研制了DD51型干线柴油机车和DD20型调车柴油机车，而小型柴油机车则由既有的DD13型柴油机车来担当。DD51型柴油机车是干线客货运通用的液力传动柴油机车，原型车装有两台1000马力的DML61S型柴油机和两台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