大连厂在原东风10A型机车的基础上，于1993年完成了双节12轴东风10C型内燃机车的设计。这种机车的设计，克服了东风10A型机车因粘着重量不足而限制轴功率发挥的缺点，既有较好的轮轨动力性能和曲线通过性能，又有足够的粘着牵引力。开发这种机车的目的是：单节机车可代替目前仍在运用的老东风型机车；双节东风10C型货运机车可重载牵引5000t列车通过千分之10.5的限制坡道；双节东风10C型客运机车可以牵引20辆客车达到140km/h的速度。机车轴式为2 (C0-C0)，柴油机装车功率为2x2130kW，采用交-直流电力传动。机车轴重一般为21t，但可在19~23t范围内选择，最高速度为160km/h。

机车装用12V2402JD型柴油机TQFR-3000B型同步主发电机、GTF4800/870型主整流柜和ZQDR-410C型牵引电动机。单节电阻制动功率为2200kW。东风10C型机车除改用12V240ZJD型柴油机外，其余部分尽可能采用了东风4C型机车的结构和技术。而与东风4C型机车的主要差别，是较大幅度地缩短了机车长度和机车全轴距，从而使机车的轮轨动力性能和曲线通过性能有了较大的改善。东风10c型客运机车样车于1995年底研制成功。