В начале 1930-х был создан мощный грузовой паровоз для обновлявшегося транспорта, однако аналогичной пассажирской машины еще не существовало. Локомотивы серии М не оправдали возлагавшихся на них надежд, поэтому потребность в паровозе, одинаково пригодном для вождения тяжелых пассажирских и курьерских поездов, не отпала. Время торопило, и решение отыскали быстро — используя компоновку и основные узлы «Феликса Дзержинского», получить пассажирский локомотив той же мощности. Его спроектировали в Центральном локомотиво-проектном бюро (ЦЛПБ), созданном на базе Коломенского завода и накопившем опыт при изготовлении чертежей ФД.
Среди инженеров ЦЛПБ были прославившийся прежними разработками К.Н. Сушкин, М.Н. Щукин — сын знаменитого Н.Л. Щукина, А.В. Сломянский, В.В. Филиппов, А.А. Чирков и молодой специалист Л.С. Лебедянский, сыгравший выдающуюся роль в отечественном паровозостроении. Впервые его фамилия появилась в списках сотрудников ЦЛПБ, состоявшего в 1930 году всего из нескольких человек, затем его зачислили в комиссию, отправленную в США для приобретения тяжелых паровозов серии Т. Многие ее члены позже были репрессированы, но Лебедянский уцелел и принял участие в создании первенца ЦЛПБ — «американца» ФД, а потом и его пассажирского варианта.
Огромный котел «Феликса Дзержинского» и блок цилиндров подошли новому паровозу почти без переделок. Под котлом свободно разместились четыре движущие колесные пары диаметром по 1850 мм, что обеспечивало быстроходность, а нагрузка в 20 т на каждую из них предопределила рекордную для пассажирской машины силу тяги. Для поддержки массивной топки заднюю тележку пришлось выполнить двухосной, причем ее конструкцию позаимствовали у приобретенных в США экспериментальных локомотивов.
Требования правильной развески машины продиктовали и необходимость использования одноосной передней тележки, хотя для скоростной машины больше подходила двухосная. Бегунок взяли у ФД, как и множество вспомогательных агрегатов. Рама также была заокеанского типа, брусковая, выполненная из толстых 125-миллиметровых стальных полос. Разумеется, паровоз снабдили «стокером», механическим углеподатчиком, что обеспечивало получение высокой мощности — топку площадью 7 кв. м было невозможно «прокормить» углем вручную. Для размещения солидных запасов топлива и воды разработали новый шестиосный тендер с оригинальными, скошенными краями бортов. Движущие колеса многих ИС для прочности и легкости были не спицевыми, а дисковыми.