С 1981 по 1990 год Ворошиловградский завод изготовил 2444 двухсекционных тепловоза серии 2ТЭ10М и 639 трёхсекционных тепловоза серии 3ТЭ10М, являвшихся дальнейшей модернизацией 2ТЭ10В.
Основные отличия тепловозов серии 2ТЭ10М и 3ТЭ10М от тепловозов предыдущих серий 2ТЭ10В и 2ТЭ10Л: 1) возможность управления тремя секциями тепловоза с одного пульта;