Con lo sviluppo a cavallo dei due secoli dei motori a combustione interna, a benzina e a gasolio, aveva inizio la diffusione di veicoli stradali su gomma, destinata a cambiare il mondo dei trasporti stradali.
Fino alla prima guerra mondiale la locomozione su strada era ancora molto spesso svolta con locomobili a vapore. Anche in campo ferroviario, di pari passo con gli esperimenti per utilizzare il motore elettrico, l’altra grande invenzione di quegli anni, la sperimentazione del motore a combustione si stava facendo strada.
Le Ferrovie Nord, allo scopo di sostituire la trazione a vapore in alcune situazioni, sperimentarono negli anni ‘20 una carrozza a benzina fornita da BREDA e, in seguito, altri tipi di veicoli.
Si provò per esempio anche la soluzione dell’autobus su rotaia, con una piccola corriera della Carrozzeria Varesina su telaio OM, dotato di ruote ferroviarie al posto di quelle stradali e con ruote anteriore non sterzanti.
L’automotrice BREDA ebbe poca fortuna e fu trasformata nel 1937 in veicolo di servizio montandovi sopra una piattaforma per la manutenzione della linea elettrica che dopo la Milano-Saronno e Bovisa-Meda era in estensione anche su altre direttrici. Anche gli autobus su rotaia ebbero a loro volta vita breve.
Arrivarono negli anni ‘30 una coppia di automotrici mono cabina fornite dalla OM di Milano che sovente sostituivano i treni tradizionali nelle ore meno frequentate tra Como e Varese o tra Como e Saronno.
Infatti le linee su cui FNM puntò per la trazione a motore furono soprattutto quelle meno frequentate dai viaggiatori e con percorso accidentato dove le piccole automotrici erano più vantaggiose rispetto al classico treno con locomotiva a vapore e carrozze tradizionali.
Verso la fine degli anni ‘30 le FNM decisero di sviluppare ulteriormente la trazione a motore sulle linee ancora non elettrificate o a scarso traffico. Arrivarono così tre automotrici a carrelli BREDA simili alle Aln 556 in corso di fornitura alle Ferrovie della Stato.
Con il completamento delle elettrificazioni l’esigenza di automotrici a combustione interna cessò e le automotrici BREDA furono cedute alla Ferrovia Centrale Umbra.
Negli anni ‘60 la necessità della trazione a combustione interna sulla rete FNM si manifestò ancora, ma per sopperire ad un’altra criticità. Sostituire le anziane locomotive a vapore, ormai vicine al definitivo accantonamento, nelle operazioni di smistamento dei carri merci e delle vetture viaggiatori in particolare presso lo scalo Librera (Bovisa) e lo scalo di Piazzale Cadorna. Inoltre era rimasta una linea non elettrificata, la Castellanza–Castiglione Olona, che serviva cartiere ed aziende ancora presenti in Valle Olona. I treni merci di tale linea erano svolti a trazione a vapore effettuata con le anziane locomotive 270.
Dopo alcuni esperimenti svolti negli anni ‘50 con alcune macchine in prova, nel 1967 FNM prese in affitto e in seguito acquistò due piccoli loco trattori diesel elettrici a due assi di costruzione TIBB. Principalmente per i servizi di manovra delle vetture viaggiatori sul piazzale di sosta non elettrificato della Stazione Cadorna. Di questi due DE 510, uno è tutt’ora esistente presso il museo MILS.
Tra il 1971 e il 1974 arrivarono 5 nuove locomotive costruite dal TIBB. Si trattava di locomotive a carrelli diesel elettriche che subentrarono al traino dei treni merci sulla linea della Valle Olona fino alla sua sospensione.
Queste locomotive continuarono in seguito i servizi di manovra nei pochi punti non elettrificati e, dopo la disattivazione della linea elettrica, anche sulla linea e i raccordi industriali della Saronno-Seregno. Un esemplare di DE 500 è previsto che venga conservato quale mezzo storico.
Nella metà degli anni ‘90 FNM acquisì 18 grosse diesel elettriche usate dalle ferrovie Ceche, tutt'ora presenti; principalmente per far fronte alle nuove necessità della propria divisione Cargo ma utilizzate alla bisogna anche sulla propria rete aziendale.