20世紀初，國（guó）外開始（shǐ）探索試製內燃機車。1924年，蘇聯製成一台（tái）電力傳動內燃柴油機車，並交付鐵路使用。同年，德（dé）國（guó）用柴油機和空壓縮機配（pèi）接，利用柴油機排氣餘熱加熱壓縮空氣代替蒸汽，將蒸汽機車改（gǎi）裝成為空氣傳動內燃機車（chē）。1925年，美國將一台220千瓦電傳動內燃機車投（tóu）入運用，從事（shì）調車作業。30年代，內燃機車進入試用階段，30年代後（hòu）期，出現了一些由功率為900～1 000 千瓦單節機車多（duō）節連掛的幹線客運內燃機車。第二次世界大（dà）戰以後，因柴油機的性能和製造技術迅（xùn）速（sù）提高，內燃機車多（duō）數配裝了廢氣渦輪增壓係（xì）統（tǒng），功率比戰前提高約50%，配置直流電力傳動裝置和液力傳動裝置的內燃機車的發展加快了，到了20世紀50年代，內燃機車數量急驟（zhòu）增長（zhǎng）。60年代期，大功率矽整流器（qì）研製成（chéng）功，並應用於機車製進，出現了交—直流電力傳動的2 940 千瓦內燃機車。在70年代，單柴油機內（nèi）燃機車（chē）功率已達到4 410千瓦。隨著電子技（jì）術的發展，聯邦德國（guó）在1971年試製出1 840 千瓦的交一直一交電力傳動內燃機車，從而為（wéi）內燃機車和電力機車的技術發展提供了新的途徑。內燃機車（chē）隨（suí）後的發展，表現為（wéi）在提高機車的可靠（kào）性（xìng）、耐久性和經濟性（xìng），以及防（fáng）止汙染、降（jiàng）低噪聲等方麵不斷取得新的進展。

中（zhōng）國從1958年開始製造內燃機車，先後有（yǒu）東風型（xíng）等3 種型號機車最早（zǎo）投入批量生產（chǎn）。1969年（nián）後相繼批量（liàng）生產了東風4等（děng）15種新機（jī）型（xíng），同首要代內燃機車相比較，在功率、結構、柴油機熱效率和傳動裝置效率上，都有顯著提高；而且還分別增設了電阻製（zhì）動或液力製動和液力換向、機車各（gè）係統（tǒng）保護和故障診斷顯示、微機（jī）控製的功能；采（cǎi）用了承載式車體、靜液壓驅（qū）動等一係（xì）列新技（jì）術；機車可靠性和使用壽（shòu）命方麵，性（xìng）能有很大提高。東風11客運機車的速度（dù）達到了160 公裏/小時（shí）。在生產內燃機車的同時（shí），中國還先後從羅馬尼亞、法國、美國、德（dé）國等中國進口了不同（tóng）數量（liàng）的內燃機車，隨著鐵路高速化和重載（zǎi）化進程的加快，正（zhèng）在進一步研（yán）究設（shè）計、開發（fā）與之相適應的（de）內燃機車。