第2次世界大戦末期には日本海軍で魚雷艇用の高速型2ストロークディーゼル機関が開発されたが、実戦には投入されなかった。戦後、接収された。日本は小型軽量高出力を要する分野に於いて出力重量比の優れた2ストロークディーゼル機関の開発ではリードしていた。ガソリンエンジンに比べ、同一の排気量の場合、出力は低いが、燃料が引火しにくい為、燃料タンクに防弾処理を施さなくても安全性が高く、有利である。 数としては少ないが陸上自衛隊の74式戦車、90式戦車のエンジンに採用されている。
将来のエンジンとして、ダイハツは、東京モーターショー（1999年、2003年）に「2ストロークユニフローディーゼルエンジン」を出品した。2003年発表の軽自動車用エンジンは、排気ガスの新長期規制をクリアした上で超低燃費であると伝えられており、近い将来の商品化が見込まれている
船舶用など、回転数が60?120rpmと極低速な大型機関では、毎回爆発である2ストロークのメリットは大きく、ユニフロー式2ストロークディーゼルが主流となっている。シリンダーライナー下部の掃気ポートから給気し、燃焼室上部の排気弁から排気するユニフロー方式である。
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ディーゼルエンジンは元々熱効率が高いが、船舶用の低速ディーゼルエンジンは理論上のディーゼルサイクルに近い燃焼サイクルが実現できる。また低速であるため、2ストロークエンジンでは通常実現しにくいターボチャージャーを装備して機能させることができる。同時にインタークーラーも装備されているのが一般的である。排気ガスボイラーを装備し、排熱の一部を回収、再利用する例も多い。これらの総合的なシステムによって、熱効率50%を超過する高効率なエンジンが実現されており、現在最も効率の良いエンジンの部類に入る。
またこの種のエンジンは、粗悪なC重油でも予備加熱によって使用可能で、この面でも経費を抑えることができる。
大型商船のほか、内燃力発電の機関としても利用されている。始動はほとんどの場合、圧縮空気によって行われる。