W latach 60., w związku z planami zastąpienia tego spalinowozu lokomotywą bardziej nowoczesną i o lepszych parametrach, zaprojektowano kilka nowych spalinowozów manewrowych.
W czerwcu 1964 CBK PTK ukończyło dokumentację spalinowozu o mocy 350 KM z przekładnią elektryczną. Prócz chęci zastąpienia lokomotyw typu 1D, zdecydowano się na zaprojektowanie takiej lokomotywy również dlatego, że wówczas nie istniała krajowa przekładnia hydrauliczna takiej mocy i nie było możliwości pozyskania takiego urządzenia z krajów demokracji ludowej, a Polski nie było stać na zakup za dewizy przekładni Voitha. Mimo to projektanci byli zdania, że poziom techniczny nowego modelu z przekładnią elektryczną jest porównywalny ze spalinowozami z przekładnią hydrauliczną. Ponadto, projektując lokomotywę z przekładnią elektryczną, zaistniała możliwość unifikacji jej elementów i aparatury elektrycznej ze spalinowozami średniej i dużej mocy, a także wykorzystania bazy remontowej Zakładów Naprawczych Taboru Kolejowego przystosowanych do napraw spalinowozów z przekładnią elektryczną. Nową lokomotywę oznaczono typem konstrukcyjnym 10D, który ostatecznie zmieniono na 401D. Konstruktorem prowadzącym był Roman Nowak, który wraz z Ryszardem Szerbartem był odpowiedzialny za część mechaniczną spalinowozu.