Ab dem Jahr 1962 rekonstruierte das RAW Meiningen 35 Maschinen der Baureihe 01. Zu jener Zeit waren die Lokomotiven im schweren Reisezugverkehr noch unverzichtbar, Rahmen und Kessel waren jedoch so verschlissen, dass eine Erneuerung notwendig wurde. Wie bei den Umbauten der DB wurden dafür nur Lokomotiven mit verstärkter Bremse (ab 01 102) und 1000mm-Laufradsätzen verwendet.
Der Umbau umfasste nicht nur den Einbau eines neuen Kessels, vielmehr wurde die gesamte Lokomotive einer Erneuerung unterzogen. Markantestes äußeres Merkmal war die von der ČSD-Baureihe 477.0 abgeschaute durchgehende Domverkleidung, welche den Lokomotiven ein modernes, schnittiges Aussehen verlieh. Auch die großen Windleitbleche wurden durch kleinere ersetzt, die vorne oben abgeschrägt waren.
Der neue Kessel machte die so genannte Reko-01 zur leistungsfähigsten deutschen Schnellzug-Dampflokomotive. Neben einer Verbrennungskammer und der bekannten Mischvorwärmeranlage Bauart IfS war der 01.5-Kessel mit drei Vollhub-Kesselsicherheitsventilen (Bauart Ackermann, NW 60) ausgerüstet. Die Maschinen erhielten Trofimoff-Schieber und bis auf 01 501 und 01 520 auch neue Zylinder in Schweißkonstruktion. Der neue Kessel brachte auch ein neues, geschweißtes Führerhaus mit gepolsterten Sitzen, Seitenzugregler und andere Verbesserungen der Arbeitsbedingungen für das Lokpersonal sowie eine Indusi mit sich. Diese war für den grenzüberschreitenden Verkehr nach Bebra bzw. Hamburg-Altona und den Verkehr auf der Strecke Dresden-Berlin erforderlich. Weil die Kuppelradsätze bei vielen Maschinen wegen Speichenbrüchen ersetzt werden mussten, wurden acht Exemplare mit Boxpok-Rädern aus Stahlguss, wie sie von Lokomotiven aus der Sowjetunion und den USA bekannt waren, versehen. Diese bewährten sich jedoch auf Grund von Fertigungsfehlern nicht und wurden später gegen Speichenräder ausgemusterter 01 ausgetauscht. Um die unschönen Radsätze optisch zu kaschieren, wurden die Boxpok-Lokomotiven und einige andere Fahrzeuge mit einer Umlaufschürze ausgerüstet.
Ab Betriebsnummer 01 519 erhielten alle Loks beim Umbau eine Ölhauptfeuerung, welche eine weitere Leistungssteigerung ermöglichte. Bis auf die sieben Loks des Bw Berlin Ostbahnhof wurden alle anderen Lokomotiven später mit Ölhauptfeuerung nachgerüstet. Im Tender konnten 13,5 t Schweröl mitgeführt werden. Im Zuge der Ölkrise Anfang der 80er Jahre wurden alle Loks der BR 01.5 mit Ölhauptfeuerung abgestellt. Jede der Loks sollte ursprünglich zwei Erhaltungsabschnitte (je 6 Jahre) in Betrieb bleiben, die sie alle überschritten hatten. Nach ihrem Ausscheiden aus dem Betriebsdienst wurden einige Loks als Heizlokomotiven verwendet. 01 519 wurde 1990-91 von einer Heizlok in eine wieder voll betriebsfähige Lokomotive von der DR aufgearbeitet und erst 1991 aus dem Betriebsdienst gestrichen