Kvůli nedostatku výrobních kapacit lokomotivek ve Vorošilovgradu a Kolomně (v bývalém SSSR) a také na základě zkušeností s lokomotivami řady ČME3 se Sovětské železnice (SŽD) na jaře roku 1970 rozhodly objednat v pražském podniku ČKD motorové lokomotivy pro provoz na Bajkalsko-Amurské magistrále (BAM), především na její spojovací trati Bam – Tynda, s jejímž otevřením se počítalo v letech 1974 až 1975. Vzhledem k předpokládanému objemu nákladní dopravy na poměrně dlouhých vozebních ramenech po neelektrizovaných tratích uvažovaly SŽD v případě úspěšných zkoušek jednoho nebo dvou prototypů o nákupu až několika set výkonných traťových lokomotiv.

Protože závod ČKD v té době nevyvíjel šestinápravovou skříňovou lokomotivu a zákazník požadoval naftový motor K 6 S 310 DR, prvotně byla zvažována dvoudílná lokomotiva s uspořádáním pojezdu 2x (Bo´Bo´) s tím, že v provozu by se nasazovala dvojice těchto dvoudílných lokomotiv, aby mohly být na sklonech 12 promile dopravovány nákladní vlaky o hmotnosti 4000 tun. Základem se měla stát konstrukce lokomotivy řady T 478.1, přičemž jmenovitý výkon naftového motoru měl být zvýšen z 1500 na 1800 koní a hmotnost lokomotivy na nápravu měla dosahovat hodnot 23 až 24 tun. Lokomotivní skříň měla být celokovová a stavebně buď rovněž vycházet z řady T 478.1, nebo měla být navržena zcela nově.

Výrobce při jednání se SŽD v červenci 1970 sdělil, že sovětskou stranou požadovaný termín dodání prototypu (konec roku 1972) není reálný, protože koncepce převzatá z lokomotiv řady T 478.1 vyžaduje mnoho závažných zásahů a úprav. Největším problémem se jevila požadovaná vysoká nápravová hmotnost lokomotivy. Výrobce totiž až doposud většinou řešil problém právě opačný, tedy požadavek na snížení hmotnosti, čemuž odpovídala vylehčená provedení hlavního rámu i pojezdu řad T 478.1 a T 478.3, a také konstrukce závěsek lokomotivního rámu nebyla pro taková zatížení dimenzována. Bez rozsáhlých úprav pojezdu a rámu včetně závěsek by nápravová hmotnost mohla dosahovat nanejvýš 21 tun, což by umožňovalo dosahovat trvalých tažných sil dvoudílné lokomotivy přibližně 280 kN, tedy hodnoty o polovinu nižší než u tehdy dodávaných sovětských tzv. „magistrálních“ (traťových) dvoudílných šestinápravových motorových lokomotiv řady 2TE10 různých variant. Požadovaný výkon 1800 koní u stávajícího provedení naftového motoru při nezměněných jmenovitých otáčkách (750 ot/ min) by znamenal vyšší stupeň přeplňování a vyšší vstřikovací tlaky, čímž by motor vykazoval nižší spolehlivost. Výrobcem nabídnutý naftový motor K 12V 230 DR o výkonu 1800 až 2000 koní nebyl sovětskou stranou přijat, protože šlo o typ, který u SŽD nebyl zastoupen a kromě toho tehdy ještě ani v provozu u ČSD nebyl řádně ověřen.

Na další poradě v dubnu 1971 výrobce informoval, že vývoj a odzkoušení zesíleného provedení pojezdu a lokomotivního rámu si vyžádá dobu minimálně 18 měsíců a že tudíž k výrobě prototypu bude moci přistoupit nejdříve v roce 1973. Protože s výrobou dalších lokomotivy na bázi řady T 478.1 se tehdy (1971) již nepočítalo a sám výrobce považoval dvoudílnou lokomotivu s celkovým instalovaným výkonem 3600 koní za již překonanou etapu, pokusil se znovu nabídnout řešení odvozené od motorových lokomotiv řady T 478.3 s použitím výkonnějších naftových motorů (tehdy byl motor K 12 V 230 DR uvažován pro výkon až 2400 koní). Tím by se výrobce sice nezbavil nutnosti vývoje zesíleného pojezdu a rámu lokomotivy, ale výroba prototypu i případné série by zčásti probíhala již ve společném režimu s řadou T 478.3. Zástupci a specialisté SŽD, kteří krátce předtím v lokomotivním depu Děčín sledovali provoz lokomotiv T 478.3 z ověřovací série, však mimo jiné poukazovali na složitost a náročnou údržbu právě motoru K 12V 230 DR, a trvali na použití typu K 6 S 310 DR i v případě, že by nakonec byl základ konstrukce od řady T 478.3 použit i pro lokomotivu určenou pro BAM.

Na základě tehdy již značných provozních zkušeností s dvoudílnými lokomotivami uspořádání 2x (Co´Co´) také sovětská strana poptávala variantní vývoj takové lokomotivy v ČKD s tím, že v každém dílu by byly instalovány dva naftové motory K 6 S 310 DR a celkový instalovaný výkon lokomotivy by tak činil 6000 (výhledově 7200) koní, tedy minimálně stejně, jako u zmiňovaných magistrálních lokomotiv typu 2TE10. Tuto nabídku ovšem zástupci ČKD odmítli s tím, že pro výrobu tak rozměrných a konstrukčně složitých lokomotiv nedisponují ani vývojovými kapacitami, ani potřebnými výrobními prostory.

Není bez zajímavosti, že v souvislosti s lokomotivami řady T 478.3 byla v ČKD také zvažována myšlenka odvodit dvoudílnou lokomotivu pro SŽD od tehdy běžícího projektu motorové lokomotivy řady T 499.0, protože šlo o generačně nové a perspektivní řešení. Avšak vzhledem ke komplikacím beztak již značného zpoždění projektu T 499.0 a také s ohledem na požadavek sovětské strany, aby lokomotiva měla standardní stejnosměrný elektrický přenos výkonu s motorem K 6 S 310 DR, nebyla tato varianta rozpracována.

V říjnu 1971 bylo při jednání v Moskvě dohodnuto, že ČKD dodá prototyp nikoli v dvoudílném, nýbrž v čtyřdílném provedení s tím, že dva vnitřní díly nebudou mít vůbec kabiny strojvedoucího, a že budou všechny podvozky a hlavní rámy převzaty od řady T 478.1 a přepracovány pro předpokládanou nápravovou hmotnost 24 tun. Lokomotiva tak měla mít instalovaný výkon naftových motorů celkem 6000 koní (s předpokladem zvýšení na 4x 1800, tj. celkem 7200 koní u sériových dodávek po roce 1975). Trvalá tažná síla čtyřdílné lokomotivy měla dosahovat hodnoty 840 kN, což by na rozhodném stoupání 12 promile umožnilo přepravovat vlaky o hmotnosti 4500 tun. Lokomotivní skříň měla být v zásadě převzata od řady T 478.1, ale měla být širší a vyšší, a také celokovová, protože nebyla zaručena dostatečná odolnost sklolaminátu v teplotách i nižších než -50 °C, a kromě toho výrobce nebyl omezen, tak jako u dodávek pro ČSD, hmotnostními požadavky. Naopak, pro dosažení nápravové hmotnosti 24 tun se počítalo nejen s podstatně tužším hlavním rámem a zvětšením obsahu palivové nádrže ze 3000 litrů na dvojnásobek, ale i s důkladnou tepelnou izolací celé lokomotivní skříně a v neposlední řadě s doplněním balastu (betonu) do hlavního lokomotivního rámu i do strojovny.

Při těchto jednáních také sovětská strana dodatečně vznesla požadavek na dosazení elektrodynamické odporové brzdy o celkovém výkonu až 4000 kW. Výrobce namítal, že vývoj takové brzdy je teprve v počátcích (řešil ji pro lokomotivy řady T 499.0) a ani do roku 1974 (předpokládané zahájení dodávek sériových lokomotiv pro SŽD) nemohl její výrobu zaručit. Později bylo dohodnuto, že prototyp elektrodynamické brzdy bude do lokomotivy dodatečně namontován a odzkoušen ve zkráceném režimu, přestože výrobce výslovně upozorňoval na skutečnost, že bez odzkoušeného provedení elektrické brzdy nebude moci zaručit úplnost a správnou funkčnost elektrického vybavení lokomotivy, což by mimo jiné znamenalo vážné problémy v procesu schvalování prototypu.

Projekt zesílení dvounápravových „kývačkových“ podvozků a uložení hlavního lokomotivního rámu na závěskách byl realizován ve spolupráci s ČKD Kutná Hora (výrobce podvozků pro řadu ČME3). Kvůli zvýšení nosnosti prakticky na dvojnásobek a řadě s tím souvisejících požadavků se ale značně zkomplikoval a nakonec i zpozdil vývoj hlavního lokomotivního rámu. Ukázalo se totiž, že konstrukce použitá u řady T 478.1 se vůbec nedá použít. Zcela přepracován musel být základní rámový rošt – jednak kvůli podstatně vyšším požadavkům na jeho tuhost, jednak kvůli pozměněnému systému závěsek i vyšší hmotnosti palivové nádrže pod rámem, a také s ohledem na zabudování samočinných spráhel SA-3.

Robustní konstrukce podvozkových závěsek (respektive jejich hlavních součástí – závěsných tyčí, silentbloků i vahadlového systému) nakonec vedla i k poměrně komplikovanému uložení hlavního lokomotivního rámu. To spolu s popsanými změnami lokomotivního rámu zpozdilo výrobu těchto základních prvků prototypu o více než jeden rok.

Zatímco samotný naftový motor byl bez větších změn převzat z lokomotiv řady ČME3, podstatné změny oproti zvyklostem ČSD výrobce provedl v konstrukci olejových a vodních okruhů, u nichž objednavatel žádal provedení odpovídající podmínkám provozu za vnějších teplot až -50 °C. Značné, nicméně očekávané potíže nastaly při návrhu trakčního elektrického vybavení lokomotivy, protože nebyly spolehlivě známy parametry ani konstrukce elektrické brzdy, a její součinnost s elektrickou trakční i pomocnou výzbrojí pochopitelně nemohla být ani v nejmenším odzkoušena. Aby vůbec mohl být elektrický trakční obvod navržen a ověřen, musel výrobce na zvláštní poradě v Moskvě vyjednat se zástupci SŽD dodatečnou výjimku, spočívající v tom, že prototyp bude dodán bez elektroinstalační přípravy na dodatečné zabudování elektrické brzdy, pouze pro ni bude předem připraven prostor ve strojovně každého dílu.

Výroba dílů pro prototyp 4ČTE1-001 (4 = počet dílů, Č = čechoslovackij, T = těplovoz, E = električeskaja pěrjedača (elektrický přenos výkonu), 1 = pořadové číslo typu, 001 – pořadové inventární číslo) byla zahájena počátkem roku 1974. Stalo se tak v době, kdy již lokomotivka ČKD výrobní zařízení mezitím přizpůsobila potřebám produkce nosných lokomotivních řad T 478.3, T 448.0 a zejména ČME 3, a naopak již vyřadila nemalou část zařízení a nástrojů používaných při sériové výrobě řad T 478.1 a T 478.2. To způsobilo při zajišťování dílů prototypu 4ČTE1 takové nesnáze, že ještě ani v prosinci 1974, kdy byly z ČKD v Kutné Hoře dodány první čtyři podvozky, nemohlo být k montáži prototypové lokomotivy přikročeno.

Prototyp 4ČTE1-001 byl nakonec výrobně dokončen až v srpnu 1975 s tím, že kvůli zkouškám na zkušebním okruhu ve Velimi a s tím související nutné přepravě po tratích ČSD nebyl do rámů ještě uložen balast (a palivové nádrže mohly být naplněny jen z jedné poloviny objemu), aby byla dodržena nápravová hmotnost 22 tun. Všechny čtyři díly lokomotivy byly konstrukčně podobné, od vnitřních se vnější díly lišily v zásadě toliko čelníky lokomotivního rámu a dosazením kabin strojvedoucího včetně souvisejících úprav řídících obvodů. Elektrická výbava byla provedena pro předpokládaný provoz v náročných zimních podmínkách (podle technických podmínek výrobce ručil za její funkčnost do teploty -50 °C), podobně výrobce upravil i palivové a chladící systémy naftových motorů a celá lokomotivní skříň a zvláště pak kabiny strojvedoucího byly důsledně izolovány. Vzhledem k vysokým teplotám v krátkých letních obdobích (až 35 °C) byly chladící systémy lokomotivy přestavitelné do tzv. „letního stupně“ a kabiny strojvedoucího byly vybaveny jednoduchou klimatizací.

Celková délka lokomotivy přes spřáhla činila 64,64 m, celková hmotnost plně vyzbrojené lokomotivy byla 383,8 tun. Šestnáct trakčních motorů TE 005 E disponovalo trvalým výkonem 3264 kW a byly v každém dílu zapojeny paralelně. Největší rychlost byla stanovena na 100 km/h, při trvalé rychlosti 25 km/h lokomotiva vyvíjela tažnou sílu 776 kN a při rozjezdu až 1120 kN. Pod rámem každého dílu byla zavěšena palivová nádrž pro 5200 litrů nafty a bateriové skříně, kdežto hlavní vzduchojemy byly instalovány ve strojovně. Konstrukce lokomotivy nepočítala s provozováním jednotlivých samostatných dílů.

Za přítomnosti specialistů SŽD proběhly v září až prosinci 1975 první zkušební jízdy na okruhu ve Velimi, při nichž lokomotiva s vlakem o hmotnosti 2880 tun vyvinula rychlost 90 km/h a při sólové jízdě v rámci trakčních zkoušek dosáhla rychlosti 117 km/h. Po úpravách trakční elektrické výbavy (při zkouškách se objevily problémy v součinnosti ovládání trakčních dieselagenerátů jednotlivých dílů) byla lokomotiva v dubnu 1976 vyvázána a na přepravních podvozcích odeslána do Čierné nad Tisou, zatímco všech osm podvozků závod ČKD Kutná Hora upravil na rozchod 1520 mm. V červenci téhož roku byla lokomotiva převzata v Čopu a po krátkých jízdních zkouškách na trati Čop – Chust vlastní silou odjela do depa Sjerpuchov (70 km jižně od Moskvy), kde měla být přechodně zařazena do nákladní dopravy na trati Podolsk – Tula, tak aby byla v rámci zkušebního provozu snadno dostupná výrobci. Ten ostatně až zde na místě doplnil do prostorů uvnitř lokomotivního rámu beton pro dosažení nápravové hmotnosti 24 tun. Navíc, v té době byla trať Bam – Tynda (původně pro tyto lokomotivy uvažovaná) teprve v prozatímním provozu pro stavební účely a zkušební provoz by v takových podmínkách nebyl účelný.

Na trati Moskva – Tula byla doprava z větší části již v elektrické trakci, motorové lokomotivy řady 2TE10L jezdily pouze s přestavovacími nákladními vlaky. Po několika místních výkonech byla lokomotiva 4ČTE1 v říjnu 1976 nasazena na nákladní vlaky, jinak pravidelně vedené elektrickými lokomotivami řady VL10U. Na trati se sklony 10 promile byla 4ČTE1 schopna přepravit zátěž 5280 tun (lokomotivy 2TE10V zde měly normativ 3000 tun, elektrické VL10U až 3700 tun), a dobře zvládala i 14 km dlouhé stoupání 9 promile od řeky Oky do stanice Zaokskaja. Z počátku lokomotiva trpěla výpadky v součinnosti řízení všech čtyř dílů, protože s tímto konstrukčním uzlem výrobce neměl příliš zkušeností, a navíc na požadavek provozovatele musel řídící komponenty dodatečně rekonstruovat podle mezitím přepracovaných sovětských norem.

Lokomotiva 4ČTE1-001 při jedné z prvních jízd po moskevsko-kurské dráze burácí v čele těžkého nákladního vlaku na dlouhém stoupání mezi stanicemi Tula a Jasnogorsk. Kvůli nízké trvalé rychlosti (25 km/h) lokomotiva značně prodlužovala jízdní doby elektrických lokomotiv, proto se na postrk vlaků často řadily lokomotivy řady VL10.

Ani na počátku roku 1977 ještě nebyla lokomotiva přesunuta do Tyndy, jak se původně počítalo, což znemožňovalo její odzkoušení v nepříznivých klimatických podmínkách. Proto SŽD odmítaly lokomotivu oficiálně převzít a také schalovací proces prototypu se neustále protahoval. Zkušební provoz v Sjerpuchově byl přerušen v srpnu 1977 a teprve po opravě a seřízení zavěšení hlavního rámu na podvozcích obou krajních dílů v říjnu téhož roku lokomotiva vykonala technicko-bezpečnostní zkoušku na trati Sjerpuchov – Čechov a krátce poté vlastní silou odjela do depa Bam (Bamovskaja), kde byla vzápětí nasazena do právě tehdy zahájeného pravidelného provozu na trati Bam – Tynda.

180 km dlouhá jednokolejná trať měla sklony do 16 promile, poloměry oblouků většinou 300 m a pro lokomotivy 4ČTE1 se počítalo s normou hmotnosti 4200 tun. Při jízdě s touto zátěží ale vlak ve stoupání uvázl a při dalších jízdách byla norma postupně snižována na 3250 tun, protože po přeměření tratě vyšlo najevo, že na některých úsecích jsou sklony ve skutečnosti až 20, v jednom místě dokonce 24,8 promile.

Jednalo se o spojovací trať, po níž se od transsibiřské magistrály k severu navážel stavební materiál pro hlavní trať BAM (Tajšet – Usť-Kut – Tynda – Komsomolsk na Amuru – Sovětskaja Gavaň) a s ní související infrastrukturu, proto byla trať značně vytížena nákladními vlaky. Dlouhé mezistaniční úseky a obtížný sklonový profil kladly na lokomotivy i jejich čety značné nároky; na druhou stranu zima na počátku roku 1978 patřila k jedněm z nejmírnějších (nejnižší teplota dosáhla „pouze“ mínus 34 °C). Lokomotiva 4ČTE1 trpěla poruchami v elektrické výzbroji, což ale nesouviselo ani tak s teplotami, jako spíše s konstrukčními a provozními odlišnostmi od domácích motorových lokomotiv řad TE3 a zejména 2TE10V. Také z tohoto důvodu nebyla lokomotiva mezi četami příliš v oblibě.

Lokomotivní depo v Bamu sice provozovalo také lokomotivy řady ČME3 s naftovým motorem K 6 S 310 DR a trakčními motory československé výroby, ale i přes relativní jednoduchost koncepce byla údržba čtyřdílné 4ČTE1 komplikovanější, než se očekávalo. K prohlížecím a kontrolním místům pod lokomotivním rámem byl obtížný přístup a také prostor strojovny značně trpěl rozmístěním zařízení, které nebylo možno ponechat pod rámem, ať už z důvodu extrémně nízkých zimních venkovních teplot (hlavní vzduchojemy) nebo nedostatku místa (písečníky). Nadměrné opotřebení bylo shledáno u prvků uložení lokomotivního rámu na podvozcích, a neustále nízkou spolehlivost vykazovalo mnohočlenné řízení všech dílů (po nějakou dobu jezdila lokomotiva dokonce jen s provozními krajními díly, které navíc oba byly obsazeny lokotivními četami). V běžném provozu se lépe osvědčovaly vorošilovgradské dvoudílné lokomotivy řady 2TE10V, které dle potřeby jezdily i ve čtveřici a byly takto schopny na dané trati přepravit zátěž až 5500 tun. Naopak silnou stránkou lokomotivy 4ČTE1 byla jednoduchost a spolehlivost naftových motorů, a také velmi dobré chodové vlastnosti, což ale při tratové rychlosti 30 až 40 km/h (projektovaná rychlost 60 km/h nebyla na trati kvůli sesuvům svahů a poruchám spodku povolena) nehrálo významnou roli.

Lepší časy aneb lokomotiva 4ČTE1-001 na přípřeži nákladního vlaku na trati Tynda – Bam v březnu 1978. V porovnání s vlakovou lokomotivou 2TE10V vynikají poměrně malé rozměry československé lokomotivy. Podobné přípřeže byly na trati často vynuceny oběhy lokomotiv, protože ve směru z Bamu do Tyndy bývala přepravovaná zátěž dvojnásobná oproti opačnému směru.

Již během druhé poloviny roku 1978 bývala lokomotiva často odstavena pro poruchy, které navíc depo vzhledem k neschopnosti ČKD dodat náhradní díly nemohlo odstranit. V té době ovšem pražský výrobce již dlouhodobě zastával názor, že koncepce této lokomotivy je neperspektivní a pro daný účel nepříliš vhodná. Kromě toho objednatele opakovaně upozorňoval, že nepočítá s obnovou výroby dílů a konstrukčních uzlů stejných jako u řady T 478.1, jejíž dodávky ostatně skončily již před sedmi lety. Nebylo také možné v blízké době počítat s dodáním elektrodynamické brzdy (na níž SŽD stále trvaly), což potvrdily i problémy s tímto zařízením u lokomotiv řady T 499.0. Naftový motor K 12 V 230 DR sám o sobě by prakticky žádné stávající problémy nevyřešil a ostatně jej SŽD stále odmítaly.

V důsledku obtížné dosažitelnosti, respektive neexistence náhradních dílů upravilo depo Tynda lokomotivu na dvoudílnou s tím, že pro zprovoznění původně krajních dvou dílů použilo součástí a uzlů z obou vnitřních dílů, s jejichž provozem se pro nejbližší dobu nepočítalo. Lokomotiva nebyla po této opravě přeznačena (správně by mělo být 2ČTE1) a na jaře roku 1980 znovu zasáhla do nákladního provozu na trati Tynda – Bamovskaja, na který ovšem trakčně nepostačovala a proto byla posléze nasazena na vozbu pracovních vlaků při stavbě 136 km dlouhé tratě Tynda – Dupkin.

Při jednání v Praze 26. září 1980 výrobce s konečnou platností oznámil, že pro další vývoj a případnou dodávku ověřovací série lokomotiv řady 4ČTE1 nemá vytvořeny podmínky a sovětské straně může zaručit (kromě sériových dodávek řady ČME3) pouze vývoj a výrobu řad ČME5 a ČME3M.

Jediný prototyp lokomotivy 4ČTE1 tak SŽD nikdy úředně nepřevzaly a jeho dva provozované díly v Tyndě počátkem roku 1982 odkoupil podnik Glavbamstroj. Podle knihy oprav depa Tynda měl v té době stroj najeto 31630 km (z toho však 6540 km připadalo jen na přesuny mezi jednotlivými dislokacemi). Lokomotiva sloužila nadále k dopravě lehkých stavebních vlaků, od roku 1983 byl provozuschopný už jenom jeden z dílů. Ani takto však lokomotiva nejezdila dlouho a v lednu 1984 již definitivně odstavena z provozu zůstala ve stanici Ižak (na trati Tynda – Fevralsk), úplně rozložena byla zřejmě až roku 1996. Oba neprovzní střední díly depo Tynda zlikvidovalo během roku 1987.

Tím skončila poměrně dlouhá, bohužel ale neslavná historie největší lokomotivy z libeňké lokomotivky ČKD. Na tratích BAM se ale nakonec příliš neosvědčily ani čtyřdílné motorové lokomotivy z Vorošilovgradu, který jich pod označením 4TE10S dodal 25 kusů v rozmezí let 1983 až 1988 (rovněž do depa v Tyndě). I ony trpěly poruchami společného ovládání všech dílů a musely být proto často odstavovány z provozu. I ony prokázaly, že v daných podmínkách je mnohem ekonomičtější provoz více dvoudílných lokomotiv na jednom vlaku podle potřeby. Proto bylo několik lokomotiv řady 4TE10S přestavěno na dvoudílné provedení, většina původních dílů však byla použita při přestavbách řady 2TE10M na třídílné verze 3TE10M a v této podobě některé jezdí na části Bajkalsko-Amurské magistrále, respektive na jejích odbočkách dodnes.