旭川市から釧路市を結ぶ鉄道ルート中のトンネルとして計画された。このルートを決定したのは田辺朔郎を責任者とするチームであった。1901年（明治34年）に北海道官設鉄道によって着工され、1905年（明治38年）に官設鉄道に工事が引き継がれ、1907年（明治40年）に完成した。総工費は当時の金額で344,000円であった。完成まで足かけ7年の年月を要しているが、実際には日露戦争による中断期間も含むため、実態はわずかな期間で完成させた突貫工事そのものである。硬い岩盤と湧水に阻まれる難工事で「枕木の数ほどの犠牲者が出た」といわれ、タコ部屋労働や人柱の話も伝わる。太平洋戦争後（国鉄化前）には、結成されたばかりの労働組合が真っ先に労働状態の改善要求として、トンネルの改築と手当の増額を当局に突きつけた現場でもある（後述）。その後、トンネルの老朽化も激しくなり、漏水の凍結によるつららでの運行障害の問題もあったことから、国鉄は新しいトンネルの建設に着手。1966年（昭和41年）10月1日より、新たに開通した新狩勝トンネル（後述）に切り替え、狩勝トンネルはその使命を終えた。
位置的には現在の国道38号狩勝峠駐車場（標高644 m）の直下を、最大標高534 m のところで貫いていた。このトンネルより新内駅側に全長124 m の新内トンネルがあった。当時の狩勝越えは、札幌方面からトンネルを抜けると十勝平野が一望でき、日本三大車窓の一つにも数えられるなど、乗客には喜ばれていた。しかし、急勾配の上にトンネル断面が小さく排煙も悪く、特に落合方面に向かう列車は、上り勾配による速度低下と力行による排煙増加の上に、熱による上昇気流や列車がシリンダー内のピストンと化すことで、大量の煤煙と蒸気が機関車にまとわり付く、蒸気機関車の乗務員にとっては、絶えず窒息の危険と隣り合わせの難所であった。この吹き返しを防ぐ（煤煙と蒸気が列車を追いかけないようにする）ため、後に、両方向のトンネル坑口に、人力操作で蛇腹状に上下する風よけの幕が設置された。
1979年より製造されたグループで4両(2001 - 2004)が日本車輌製造・川崎重工業で製造された。本番台は住宅地に立地する横浜羽沢駅周辺の騒音対策として1901をベースにさらに防音を徹底し、遮音材による防音や機関室の密閉、大型排気消音器の採用、ラジエーターの第2エンド側への移設と容量拡大、送風ファンの形式変更、外観上の特徴でもある足回りの防音スカートの装着などの改良がなされた。その結果として、車体長は通常型より2m以上長くなった。2018年現在、新鶴見機関区川崎派出に4両が配置され東海道貨物線の横浜羽沢駅および相模貨物駅の入換ならびに小運転に使用されている。また、以前は相模線の貨物運用があり、同線における相模鉄道向け甲種車両輸送も本機が担当していたが、DE11 2003が相模貨物駅入換専用動車となった関係で、現在では新鶴見機関区川崎派出所属のDE10が主に担当にあたっている。1900番台と同じく日本車輛豊川工場によって設計・開発され、1970年代に同メーカーが製鉄所向けに製作していた防音形ディーゼル機関車と構造上の共通点が見受けられる。
1987年2月28日にラハティの5kmでクロスカントリースキー・ワールドカップにデビュー、8位となった。1988-1989シーズンから本格的に国際大会に参戦、1988年12月14日に15kmでワールドカップ初勝利をあげ、1989年ノルディックスキー世界選手権では10kmフリー走法と30kmで金メダル、リレーでは銀メダルと計3個のメダルを獲得した。ワールドカップでは5勝をあげて総合優勝。翌1989-1990シーズンはラリサ・ラズチナに次いで総合2位。1991年ノルディックスキー世界選手権では10kmと15km、リレーの3種目で金メダルを獲得、30kmでは銀メダルを獲得、ワールドカップでは8勝をあげて自身2度目の総合優勝を達成した。自身初のオリンピックとなった1992年のアルベールビルオリンピックではリレーで金メダル、個人4種目すべてで銅メダル獲得と活躍した。このシーズンのワールドカップでも2年連続3度目の総合優勝を果たした。1992年のホルメンコーレン・メダルを獲得。1993年ノルディックスキー世界選手権では15kmとリレーで金メダルを獲得、ワールドカップ総合では2位。1994年のリレハンメルオリンピックでは個人種目は6位入賞が最高だったがリレーで2大会連続の金メダルを獲得。このシーズンのワールドカップ総合は3位だった。1995年ノルディックスキー世界選手権ではリレーと30kmで金メダル獲得、15kmで銀メダルを獲得した。1994-1995シーズンのワールドカップでは通算4度目の総合優勝。1997年ノルディックスキー世界選手権では最初の種目15kmで金メダルを獲得したが、2種目目の5kmではリュボーフィ・エゴロワに敗れて2位となった。次のパシュートでは写真判定でステファーニア・ベルモンドに競り勝ち金メダル。この後、5kmで1位となったエゴロワがドーピング検査で陽性となり金メダル剥奪、ヴェルベが繰り上がって金メダルとなった。更にリレーと30kmでも金メダルを獲得し、史上はじめて全5種目で優勝した。また世界選手権通算14個の金メダル獲得は歴代最多。ワールドカップでは通算40勝に到達（シーズン終了時44勝）し5度目の総合優勝を達成した。1998年の長野オリンピックではリレーで3大会連続の金メダルを獲得。このシーズン限りで現役を引退した。現役引退後は2004年から2006年までロシアスキー連盟の副会長を務めるとともに2006年トリノオリンピックではロシアクロスカントリースキーチームの監督を務めた。2010年6月にロシアスキー連盟会長に選出された。クロスカントリースキー・ワールドカップ通算45勝は2010-2011シーズンに、表彰台回数81回（2位20回、3位16回）は2011-2012シーズンにそれぞれマリット・ビョルゲンが更新するまで歴代最多記録、また総合優勝5回は2013年現在も歴代最多である。1988-1989から1996-1997の9シーズン連続して総合3位以内に入っている。