В 1988 году Луганский тепловозостроительный завод построил два опытных газодизельных тепловоза, получивших обозначение 2ТЭ10Г. Тепловозы могли работать как на дизельном топливе, так и на сжиженном природном газе, и являлись фактически первыми в мире магистральными тепловозами заводской постройки, работавшими на газе.
Газотепловозы имели три секции, средняя из которых использовалась для хранения запаса газа в криогенном состоянии (при температуре −162 °C). Головные секции строились на базе 2ТЭ10М с доработками, обеспечивающими безопасность эксплуатации тепловоза на газе. Тяговые характеристики тепловоза практически идентичны тепловозам серии 2ТЭ10М.