国鉄DE50形ディーゼル機関車
そのことに対する反省と、将来的に単機でオーバー3,000 PS級を実現する大出力ディーゼル機関車を求める運用側の意見もあったことなどから、DD51形やDE10形に搭載されているDML61系エンジンの設計を基本として、シリンダーの行程や直径はそのままに、レイアウトをV型12気筒からV型16気筒へ変更、過給器系を改良した出力2,000 PSのディーゼル機関DMP81Zと、これと組み合せて使用する入力1,800 PSの液体式変速機DW7が1969年(昭和44年)に技術課題として開発された。
本形式はこの新型機関・変速機を1セット搭載し、軽量大出力、保守費の軽減、運転操作の容易さなどを目標として、2エンジン構成のDD51形を代替する後継車種を得る目的で開発されたものである。
DD51形1号機の製造を担当した日立製作所笠戸工場においてDE50 1が1970年7月に完成、以後各種試験に充当された。