2ТЭ116УМ — модификация для Монголии с улучшенной системой очистки наддувочного воздуха и увеличенной мощностью дизелей. Имеют собственную нумерацию, начатую с 001 и т. д. Построено 31 экземпляров. Стоит отметить тепловоз 2ТЭ116У-0062 с увеличенной до 4100 л.с. мощностью дизелей, произведенный для Монгольских железных дорог. в связи с чем незначительно изменена задняя часть крыши секций, т. н. «двухгорбый»