2ТЭ10У - заключительный тип серии тепловозов 2ТЭ10. Основным направлением в развитии конструкции тепловоза 2ТЭ10У были электрические цепи, однако изменения затронули и дизель. На 2ТЭ10У устанавливался дизель 10Д100М2.
Также 2ТЭ10У отличается окнами дизельного помещения, унифицированными с 2ТЭ116, изменённой конструкцией холодильника (по типу 2ТЭ10С), на большинстве машин изменена конструкция приборных панелей пульта машиниста. Существуют трёхсекционная — 3ТЭ10У — и грузо-пассажирская — 2ТЭ10УТ — модификации тепловоза. Всего на ″Лугансктепловозе″ (Ворошиловградский тепловозостроительный завод, ВЗОР) за период с 1989 по 2007 год было построено 560 единиц.