1962年,大连机车车辆工厂在巨龙型内燃机车的基础上,根据苏联提供的TE3型柴油机车图纸,完成了ND型内燃机车的定型和图纸整顿工作("N"、"D"分别是代表"内燃机车"、"电力传动"的汉语拼音首字母缩写) 。1962年10月,铁道部下发《关于大连工厂试制内燃机车的报告》,"同意在近期内以大连工厂为重点,积极试制和生产ND型干线货运内燃机车"。
1963年12月29日,大连机车车辆厂组装出ND型0003号内燃机车。1963年12月29日至1964年1月16日,ND型0003号机车先后进行了水电阻调整试验、厂线试运行和四次干线试运行。1964年5月23日,大连机车车辆工厂召开ND型0003号内燃机车交付运用试验大会。1965年,首批ND型内燃机车开始配属到北京内燃机务段。
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