Модель маневрового тепловоза ТЭМ2 экспонируется в зале отечественного локомотивостроения советского периода Центрального музея железнодорожного транспорта России. Модель имеет номер 003; тепловоз с таким номером был изготовлен в 1961 г. Брянским машиностроительным заводом и работал в локомотивном депо Калуга Московской железной дороги.

Данный локомотив отражает один из этапов развития маневровых тепловозов. ТЭМ2 имеет 6-цилиндровый 4-тактный дизель ПД1 мощностью 1200 л.с. производства Пензенского дизельного завода, тяговый генератор ГП-300А производства харьковского завода «Электротяжмаш». На первых тепловозах были установлены тяговые двигатели ЭДТ-340В, затем они были заменены на двигатели ЭД-107. Масса тепловоза – 122,4 т. конструкционная скорость – 100 км/час.

В период с 1960 по 1975 гг. было выпущено 1264 тепловоза. Они производились Ворошиловградским тепловозостроительным и Брянским машиностроительным заводами. Первые такие локомотивы были направлены в локомотивные депо Лихоборы и имени Ильича Московской железной дороги. Позже получили распространение по всем железным дорогам СССР. Эти тепловозы работали и на железных дорогах промышленных предприятий СССР.

На базе тепловоза серии ТЭМ2 были созданы модификации: ТЭМ2А, ТЭМ2М, ТЭМ2Т, ТЭМ2Т, ТЭМ2У, ТЭМ2Э, ТЭМ2УС, ТЭМ2УМ, ТЭМ2МК, ТЭМ2УГМК. Часть этих модификаций являлась совершенствованием базовой модели, часть создавалась под конкретные условия работы.
Тепловоз ТЭМ2Т был предназначен для работы в странах с тропическим климатом, ТЭМ2Т был оборудован электрическим торможением. ТЭМ2УМ работали на транспортировке космических ракет типа «Союз» на стартовый стол. Тепловоз ТЭМ2УГМК модернизировался из ранее выпущенных тепловозов ТЭМ2 различных индексов для Уральской горно-металлургической компании.

В настоящее время часть тепловозов ТЭМ2 эксплуатируется на промышленных предприятиях России, а также на железных дорогах СНГ. Некоторые из этих локомотивов являются памятниками или находятся в музеях.
В коллекции ЦМЖТ РФ есть тепловоз ТЭМ2-5123, изготовленный в 1975 г. и работавший в ряде депо Октябрьской железной дороги и поступивший в музей в 2014 г.