В 1959 году «ВЗОР» (Ворошиловградский завод имени Октябрьской революции», ныне – Луганский тепловозостроительный завод) выпустил первый образец тепловоза с гидромеханической передачей, который получил обозначение ТГ102. Упор на гидромеханическую передачу был сделан ввиду дешевизны дальнейшего ремонта данной серии локомотивов. Хотя к тому времени уже выпускались тепловозы ТЭ3, имевшие тяговые электродвигатели.

В 1960 году производство ТГ102 было перенесено в Ленинград, и эти тепловозы стали работать на Октябрьской железной дороге, обслуживая грузовые и пассажирские перевозки. Также несколько машин поступили в Прибалтику.

Уже изначально тепловозы ТГ102 строились с рядом технических недостатков, которые сказывались на их эксплуатации: низкая прочность гидропередачи, сильная вибрация, а также высокий уровень шума от дизеля, который, кстати говоря, вообще не подходил для тепловоза. Даже есть факт того, что один из машинистов депо Ленинград-Варшавский из-за работы на данных локомотивах заработал тугоухость и был списан по профзаболеванию.

По этим причинам локомотивные бригады придумали поговорку, исходя из аббревиатуры и номера серии тепловоза: «Тяпнем Горя 102 раза».

V-образный дизель марки М756 мощностью 800 л.с., устанавливаемый на тепловоз ТГ102, изначально задумывался для установки на дизель-поезда. Он не был рассчитан на большую нагрузку. Однако, эксплуатация тепловозов с грузовыми поездами приводила к тому, что в дизеле постоянно происходила течь масла, снижая его уровень в системе, из-за чего срабатывала защита, и двигатель глох прямо на ходу. Кроме этого, часто разрушались другие подвижные узлы ДГУ, из-за этого тепловозы практически всегда стояли на ремонте. С приходом тепловозов серии ТЭ3 (ТЭ три), было решено отказаться от дальнейшей эксплуатации ТГ102, и в период с 1975 по 1984 годы эти машины были полностью исключены из инвентаря.