委员会并根据运用需要制定了国铁标准型柴油机车的型谱，包括大型（轮周功率1200马力）、中型（轮周功率800马力）、小型（轮周功率550马力）柴油机车。大型柴油机车计划用来代替以D61型为代表的干线蒸汽机车，中型及小型柴油机车计划分别用来代替以9600型、8620型为代表的调车用旧型蒸汽机车。至于柴油机车传动方式的选择，日本国铁根据对DF50、DD13型柴油机车的比较，认为液力传动机车的单位[[功率]]重量较小，因而更适合允许轴重较轻的日本铁路，因此决定以后研制的柴油机车均采用液力传动 <ref>[https://www.doc88.com/p-7724331574360.html 内燃机车液力传动装置的主要发展方向]，道客巴巴 ，2014-1-15</ref> 。

1962年至1963年间，为了填补上述型谱之中的大型和中型柴油机车，日本国铁先后研制了DD51型干线柴油机车和DD20型调车柴油机车，而小型柴油机车则由既有的[[DD13型柴油机车]]来担当。DD51型柴油机车是干线客货运通用的液力传动柴油机车 <ref>[https://www.bilibili.com/video/av85261134/?spm_id_from=333.788.videocard.2 【YouTube搬运】日本国铁运用最广泛的内燃机车——DD51型内燃机车]，哔哩哔哩， 2020-1-27 </ref> ，原型车装有两台1000马力的DML61S型柴油机和两台DW2型液力传动装置，最大轮周牵引功率达到1400马力，是当时日本国铁单节功率最大的柴油机车。与DF50型柴油机车相比，DD51型柴油机车在保持同等重量的条件下，功率增大了近一倍但造价却与前者相若。[[DD50型柴油机车]]还首次采用了独特的B-2-B轴式配置，使机车可以满足最大轴重14[[吨]]的技术要求，并且搭载了为旅客列车供暖用的[[蒸汽锅炉]]。