По задумке теплопаровоз должен был развивать мощность 3000–3500 л.с. 1000–1500 л.с. из запланированных локомотив должен был развивать за счёт паровой машины, а остальные 2000 л.с. — с помощью дизельного двухтактного двигателя. Что бы упростить производства локомотива его постарались максимально унифицировать паровозами производимыми тогда в СССР.
26 декабря 1939 года опытный теплопаровоз ТП1 совершил испытательный пробег из Голутвина в Рязань (около 100 километров). В июне 1940 года локомотив был отправлен на экспериментальное кольцо ВНИИЖТа. За полгода на экспериментальном кольце локомотив совершил 76 поездок, пробег за это время составил 1790 километров.
После испытательных поездок теплопаровоз из-за некоторых недоработок был отправлен обратно на завод. В первой половине 1941 года локомотив вернули обратно в Москву, где испытания продолжились. Но из-за начавшейся летом Великой Отечественной войны, работы по доработке теплопаровоза закончены так и не были.