La D.445 è la naturale evoluzione del progetto D.443 di cui ha mantenuto l'affidabilità e la buona operatività. All'inizio degli anni settanta le Ferrovie dello Stato nell'ambito del piano di potenziamento e ammodernamento del servizio progettarono una nuova versione di locomotiva diesel unificata che risolvesse in maniera razionale anche la problematica del riscaldamento e del condizionamento delle carrozze viaggiatori rimorchiate con l'installazione di una condotta REC ad alta tensione alimentata da una generatrice secondaria. Tutte le locomotive precedenti, essendone sprovviste, obbligavano all'uso di un carro riscaldo con evidente spreco di prestazione utilizzabile. Le prime serie di locomotive, consegnate a partire dal 1974, nacquero con i cristalli frontali avvolgenti ma dalla seconda serie in poi saranno montati di fabbrica i cristalli piani più economici e robusti. Nel 1979 venne perfezionato l'ordine per la seconda serie che nacque già attrezzata per il telecomando. Alla fine degli anni ottanta l'intero gruppo arrivò a contare ben 150 unità, permettendo quindi il progressivo "pensionamento" delle ormai anziane D.341 e D.342.
Le locomotive D.445 ricalcano l'impostazione generale unificata della carrozzeria e della meccanica. Le maggiori differenze consistono nell'installazione di un generatore trifase al posto dei precedenti a corrente continua e di un generatore di corrente alternata ad alta tensione munito di raddrizzatori per l'alimentazione della condotta a 3000 Volt del riscaldamento del treno.

Il motore Diesel è di produzione Fiat tipo A 2112 SSF a 12 cilindri a "V" a 90° sovralimentato. La cilindrata è di 95 700 cm³ e la potenza di 1 560 kW a 1 500 g/m. Il motore termico è refrigerato mediante radiatori ed un sistema di intercooling con circolazione forzata del liquido di raffreddamento e con due ventole verticali azionate con motore idraulico, sistema Sauer. Invece per i due motori elettrici si utilizza un raffreddamento forzato ad aria derivato dal sistema di raffreddamento del motore termico. Sulle locomotive di nuova generazione, il raffreddamento dei motori elettrici, viene effettuato tramite due ventole idrauliche (una per motore) azionate dal sistema Behr. Per il preriscaldamento dell'acqua di refrigerazione nel periodo invernale o con basse temperature viene usata una caldaia a gasolio Webasto

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