В 1930 годах НКПС (народный комиссариат путей сообщения) поставил перед промышленностью задачу. Надо было создать новый тип паровоза, более мощного, чем паровозы «Эм». Уже в 1933 г. стало очевидно, что мощные паровозы «ФД» будет нельзя внедрить на многих железных дорогах, а производить их сможет только Луганский завод. Вся транспортная система СССР была приспособлена для массового использования локомотивов серии «Э» разных модификаций, уже не удовлетворявших железнодорожников. Требовался более мощный паровоз, но пригодный для производства на необновлявшихся предприятиях, для обслуживания в столь же старых депо и эксплуатации на слабых рельсах. Нагрузка на ось, как и у серии «Э», не должна была превышать 17 т.
Эскизный проект был разработан в окрепшем к тому времени Институте реконструкции тяги. Раму, движущие колеса, паровую машину и дышловый механизм позаимствовали у локомотива «Э», основные детали несколько усилили, а для повышения мощности применили новый котел с увеличенной площадью топки. Для размещения на короткой раме его диаметр приняли в 2,1 м — для советских серийных паровозов он оказался наибольшим. Чтобы не увеличивать нагрузку от движущих осей на рельсы, впереди поставили одноосную тележку, воспринимавшую излишек веса. Одновременно она улучшала скоростные качества локомотива, способствуя реализации повышенной мощности. "Проект передали на Харьковский паровозостроительный завод, где его окончательно доработали. В честь тогдашнего наркома тяжелой промышленности Серго Орджоникидзе паровозу присвоили серию «СО-17» (цифра обозначает нагрузку на ось).
Первенец выпустили в 1934 г. Испытания показали хорошие свойства — по сравнению с «эмкой» сила тяги (ограничиваемая сцепным весом) увеличилась всего на 6 %, зато скорость, определяемая возможностями котла, возросла на 30–35 %.
Паровоз был своеобразен и легко узнаваем. Толстый и короткий котел покоился на пяти парах небольших колес, дополненных бегунком. Впереди находились вертикальные щиты — дымоотбойники, на больших скоростях уменьшающие попадание дыма в будку.
Серийный выпуск «СО» начался в 1935 г.
Эти паровозы должны были строиться на всех заводах страны и эксплуатироваться без реконструкции депо и поворотных кругов. Переход от колесной формулы «0-5-0» к «15–0» позволил, при той же нагрузке на рельсы, увеличить паровой котел. Если паровой котел увеличен, значит, значительно увеличена мощность и скорость движения паровоза. Паровозы «СО» были первыми паровозами в России с колесной формулой «1-5-0».
Работа по проектированию паровоза «СО» была выполнена под руководством Павла Михайловича Шаройко. Работа над паровозом серии — СО» велась им как руководителем конструкторской команды, имевшим немалый конструкторский и производственный опыт с учетом достижений отечественной и зарубежной науки и техники.
Седьмого ноября 1934 года ХПЗ изготовил первый паровоз «СО». При этом через время началась пробная эксплуатация паровозов «СО 17-1», «СО 17-2» и «СО 17-3».
Во время испытаний в НИИ тяги на экспериментальном кольце установили, что паровоз «СО» более экономичен, водит составы на 5–7 % тяжелее и со скоростью на 30 % выше, чем паровоз серии «Эм». Мощность паровоза «СО» составляла 2000 л.с., что почти вдвое превышало подобный показатель у паровоза серии «Эм».
На ХПЗ в 1936 г. изготовили паровоз «СО» с конденсацией пара в тендер-конденсаторе. Этот паровоз («СО 17–85») проходил пробную эксплуатацию на Московско-Рязанской ЖД. После получения удовлетворительных результатов эти паровозы ХПЗ запустил в серию под названием «СО 19». По сравнению с паровозом «СО-17» экономия топлива была увеличена на 10 %, а по сравнению с паровозом — Эм» на 25 %. Расход воды сократился в 25 раз. Эти паровозы работали в безводных районах Средней Азии, Сибири, Дальнего Востока.
В 1938 году ХПЗ приступил к выпуску паровозов серии «СО-18», с устройством подогрева воды в тендере отработавшим паром. Конусная тяга была заменена вентиляторной. Эти паровозы так же работали на низкосортных сортах топлива и тратили его меньше, чем паровозы серии «Эм».
В 1935-36 гг. паровозное КБ разработало и выпустило несколько 75-тонных кранов на ж/д ходу. Их использовали для установки мостовых ферм, при подъеме подвижного состава при авариях и установке его на ж/д путь. Они работали и на погрузке/разгрузке сыпучих грузов (уголь, щебень, гравий). Мощность паровой машины, установленной на нем, составляла 130 л.с. Скорость его передвижения в составе поезда — до 60 км/ч.