臺鐵於1968年引進LDH200型後臺東線邁入貨運柴油化的時代，不過受限於經費僅購入12輛LDH200型，再加上蒸汽機車狀態不佳與LDT100型運轉區間受限，使貨運量較大的製糖期出現機車運用吃緊的狀況，故當時花蓮修理廠決定利用廠內的引擎、轉向架等備料，並研究LDH200型後自行設計生產機車以改善運用吃緊的問題。1970年9月26日LDH101完工，此型車之性能雖然不及LDH200型，但在當時物料與技術的限制下仍生產出具備一定水準的機車，對於花蓮修理廠來說別具意義。LDH101在經過一系列試車後於1970年12月1日正式投入臺東線的運輸任務。1982年臺東線軌距由762mm拓寬為1067mm完工後，因性能更好的柴電機車已可駛入臺東線，故臺鐵決定讓LDH101功成身退，現保存於苗栗鐵道文物展示館。