В начале 1960-х при массовой замене паровозной тяги на тепловозу на промышленных УЖД возникла потребность в новых тепловозах. Существующие ТУ2 и ТУ3 имели кузов вагонного типа, сложную конструкцию электрической передачи и высокую (до 8 т) осевую нагрузку.
В ТУ4 используется кузов капотного типа с одной кабиной, что позволяет быстро менять направление движения. Под большим капотом расположен двигатель, гидропередача, топливный и масляные баки, компрессоры, система охлаждения двигателя и гидротрансформатора, а под малым ящик инструментов и аккумуляторные батареи.
Особенности:
Первый тепловоз в узкоколейной серии ТУ выпущенный Камбарским заводом
Разработан для эксплуатации на промышленных предприятиях с уменьшенным весом и кузовом капотного типа
Модификации:
Для Кулебакского завода выпущены тепловозы с шириной колеи 1067 мм