Светлая раскраска этого тепловоза привлекает посетителей фондовой площадки «Пионерский парк» на станции Лебяжье Центрального музея железнодорожного транспорта РФ. Несмотря на значительный возраст, он выглядит как готовый к вождению поездов локомотив.
Тепловоз ТЭ2 явился первым советским серийным двухсекционным. Строившиеся ранее ТЭ1 показали свою эффективность на отечественных железных дорогах, но им не хватало мощности. На некоторых участках грузовые поезда водили сдвоенные локомотивы. Было принято решение построить тепловоз, который бы имел мощность в два раза больше, чем одиночный ТЭ1.
Многие узлы ТЭ2 были такими же, как и на ТЭ1: дизель Д50, тяговый генератор МПТ-84/39, тяговые двигатели ДК-304Б и другие. Унификация узлов тепловозов облегчала производство, уменьшала стоимость, обеспечивала взаимозаменяемость узлов обоих локомотивов. Для улучшения тяговых характеристик количество тяговых двигателей на секции было уменьшено с шести до четырёх. Вес ТЭ2 составлял 170 т, что было на 74 т меньше, чем у двух тепловозов ТЭ1.
Производство ТЭ2 было организовано на Харьковском заводе транспортного машиностроения. Первый был изготовлен в 1948 году; всего по 1955 год было выпущено 528 тепловозов.

Первые такие локомотивы направлялись для работы в Среднюю Азию и на Оренбургскую железную дорогу. Позднее они работали и на других дорогах.
В активной эксплуатации эти машины находились до конца 70-х годов.

В настоящее время несколько тепловозов ТЭ2 являются музейными экспонатами. Тепловоз ТЭ2-025 представлен в Ташкентском музее железнодорожной техники, секция ТЭ2-125 – в Музее истории железнодорожного транспорта Москвы, ТЭ2-289 – в Музее железнодорожной техники Западно-Сибирской железной дороги (г. Новосибирск), ТЭ2-414 – в Музее железных дорог России. Тепловоз ТЭ2-467 установлен как памятник в депо Сайншанд (Монголия), а ТЭ2-508 – музейный предмет железнодорожного музея Дудн-Гол (Монголия).
Тепловоз ТЭ2 Центрального музея железнодорожного транспорта РФ представлен двумя секциями: №№ 066 и 0187.
ТЭ2-066 был изготовлен в 1951 году, а ТЭ2-0187 – в 1952 году. В музей секции поступили в начале 1990-х годов.