Die ab 1980 gebaute GP50/SD50-Serie führte einige technische Merkmale ein, die zuvor in den GP40X-Prototypen getestet worden waren. Die neuen HT-B-Drehgestelle wurden zwar nicht in Serie produziert, aber andere Merkmale, die von der GP40X übernommen wurden, waren die neuen Kühlerabdeckungen, die als „Elefantenohren” bezeichnet wurden, und die neue „Super Series Wheel Slip Control”, die mit einem Doppler-Radar den Radschlupf überwacht und bei Bedarf die Leistung reduziert. Darüber hinaus wurden Mikroprozessoren in Serienlokomotiven eingeführt.
Die GP50 war mit einem optimierten 16-645F3B-Motor ausgestattet, der 3.500 oder 3.600 PS leistete. Mit immer noch nur 16 Zylindern im Vergleich zu den 20 Zylindern der SD45 konnten die Rahmen so kurz wie bei der GP40 bleiben. Es wurden neue Fahrmotoren eingeführt, die die erhöhte Leistung bewältigen konnten, auch wenn sie auf nur vier Achsen verteilt war. Insgesamt wurden 278 GP50 für fünf Kunden produziert, von denen die meisten inzwischen entweder verschrottet oder umgebaut wurden.
Die GP49 war eine Variante mit einer reduzierten Leistung von 2.800 PS, die 1983 eingeführt wurde. In diesem Fall war die Alaska Railroad der einzige Kunde mit vier Lokomotiven, die 1983 gebaut wurden, und fünf, die 1985 gebaut wurden. Sechs für die Southern Railway gebaute GP39X wurden später zu GP50 umgebaut. Im Jahr 2006 begann die Alaska Railroad mit dem Verkauf ihrer GP50, von denen zwei an Ferronor in Chile gingen, wo sie auf sechs Achsen umgebaut wurden. Die sechs von der Southern Railway umgebauten Lokomotiven wurden zuletzt vom Nahverkehrsbetreiber Tri-Rail in Florida eingesetzt. Dort waren sie mit Stromversorgung für Personenzüge ausgestattet worden.
