Кроме полного комплекса работ в объёме ТР-1 большой периодический ремонт ТР-2 включает в себя полную ревизию состояния и работоспособности всех систем локомотива, особенно тормозного оборудования и электрооборудования. Обязательно промываются и опрессовываются секции холодильника, маслоохладитель. Прочищаются выхлопные трубопроводы и глушитель. Чистятся и промываются топливный и масляный баки. При необходимости продуваются сжатым воздухом трубопроводы масляной и топливной систем, а также системы охлаждения.
Требуется провести ревизию всего электрооборудования тепловоза, включая восстановление маркировки проводов, зачистку контактов и соединений. Регулируется ход клапанов в электропневматических вентилях. Осматривается состояние пульта управления, всех реле и реле-регуляторов, проверяется осветительное оборудование.
Проводится деповский периодический ремонт кранов машиниста и вспомогательного тормоза, воздухораспределителя. После осмотра воздушных рукавов проверяется их герметичность. Очищаются и инспектируются воздушные резервуары и их крепление. Полностью разбирается и ремонтируется рычажная передача тормоза, контролируется степень износа тормозных колодок. Проводится ревизия тормозного цилиндра. Замеряются основные параметры бандажа колёсных пар. На тепловозах серии ТГМ-23 проверяется расположение отбойного вала относительно колёсных пар по высоте. Осуществляется контрольный осмотр рессорного подвешивания и букс. Выполняется деповский ремонт компрессора. Производится осмотр и замер контрольных параметров автосцепки (по шаблонам). Тепловоз испытывается в движении с контролем работы всех систем по показаниям приборов, а также штатного переключения гидропередачи на прогретом локомотиве.