Двухсекционный вариант М62 1976 года выпуска пришел на замену устаревшим ТЭ3.
На Белорусской железной дороге эксплуатируется с 1977 года.
| Скорость конструкционная | 100 км/ч |
| Нагрузка от колесной пары на рельсы | 206 кН (21 тс) |
| Сила тяги расчетного режима | 2х196 кН (2х20 тс) |
| Скорость расчетного режима | 20,9 км/ч |
| Колесная формула | 2(30-30) |
| Ширина колеи | 1520 мм |
| Диаметр колеса | 1050 мм |
| Длина поезда по осям сцепления автосцепок | 2 х 17 400 мм |
| Передача | электрическая, постянного тока |
| Система регулирования | релейная |
| Тип дизеля | 12ДН23хЗО |
| Полная мощность | 1471 кВт |
| Частота вращения коленчатого вала | 750 об/мин. |
| Тип генератора | ГП312 |
| Тип тягового электродвигателя | ЭДП8А |
В 1976 году на Ворошиловградском заводе был построен первый образец двухсекционного тепловоза 2М62, созданного на базе М62. В том же году начался серийный выпуск этих машин.
По всей видимости, тепловозы 2М62 рассматривались МПС, с одной стороны, как способные заменить стареющие ТЭ3, особенно на линиях со средней грузонапряженностью (где мощность 2ТЭ10Л, В и 2ТЭ116 была бы явно избыточной). С другой стороны — в качестве временной меры, в условиях, когда тепловозы типа ТЭ10 с дизелями 10Д100 уже считались бесперспективными, а доводка новых 2ТЭ116 затягивалась на неопределенное время.
Тепловоз 2М62 (заводское обозначение 2133) состоит из двух секций, каждая из которых по конструкции, в целом, мало чем отличается от односекционного тепловоза М62. Основное отличие — в связи с постоянной работой в двухсекционном варианте отсутствует вторая кабина управления в секции (со стороны холодильника — бывшая кабина «Б» на М62). Все оборудование, размещавшееся в этой кабине, было ликвидировано, а само пространство бывшей кабины фактически превратилось в тамбур для перехода в смежную секцию; вместо лобовых окон смонтирована переходная площадка с дверью. Как и в случаях с другими сериями отечественных тепловозов, секции тепловоза 2М62 обозначаются как «А» и «Б», конструктивно идентичны между собой, и при необходимости могут работать самостоятельно.
Соответствующие изменения, обусловленные отсутствием второго поста управления в секции, были внесены в электрические и пневматические схемы. Кроме того, на тепловозах 2М62 стали устанавливаться полнопоточные фильтры тонкой очистки масла (ФТОМП), была изменена схема аварийного питания дизеля топливом (вместо клапана аварийного питания установлен бак), а также применены некоторые новые типы деталей и узлов, электрических аппаратов и др.
В общей сложности за период 1976–1987 гг. на Ворошиловградском заводе был изготовлен 1261 тепловоз серии 2М62 (№ 0001-№ 1261). Последние тепловозы №1260 и № 1261 были построены в декабре 1987 г. (сданы МПС уже в следующем - 1988 г.).
Тепловозы 2М62 поступили на Белорусскую железную дорогу в 1977 году.
Тепловозы 2М62 используются в грузовом движении, а также в составе дизель-поездов ДРБ1 и ДДБ1.
После модернизации с заменой дизеля тепловозы получили обозначение 2М62К.
Ремонтная база для тепловозов 2М62 находится в локомотивном депо Волковыск.
