В 1958 году Усть-Катавский вагоностроительный завод перешел к выпуску новой серии двухосных поездов - КТМ-2/КТП-2. По техническим и эксплуатационным характеристикам они не особенно отличались от своих предшественников КТМ/КТП-1, но заметно проигрывали им в дизайне. Незамысловатая прямоугольная коробка на колесах с несколько скругленными гранями наводила ужасающую тоску, да и невыносимый скрип на поворотах, поливание маслом междупутий из вечно перегревающегося редуктора, грохочущий компрессор не делали эти вагоны особо любимыми в народе. Но выбирать не приходилось, т.к. МТВ вскоре перестали выпускаться, РВЗ-6, естественно, тоже еще не было, остальные же заводы были малосерийными и обслуживали, в основном, только те города, в которых находились (Киев и Ленинград).
Не избежала общей участи и Одесса. В 1961 году в Одессу пришли первые поезда КТМ/КТП-2. Поначалу они тоже, как и все новые вагоны, попали в депо им. Ленина (№1) и как нельзя кстати. К концу 50-х годов там стало не хватать вагонов широкой колеи, т.к. многие поезда “Х”/”М” были переданы в Октябрьское депо (№2) для работы на Пересыпской линии.
В депо им. Ленина им выпала обязанность обслуживать самые протяженные 18-й и 29-й маршруты. Правда, на Фонтанской линии их было довольно мало, т.к. туда направлялись все одесские “Пульманы”, а вот для 13-го и 29-го маршрутов КТМ-овские поезда (старые и новые) были основными.
В середине 60-х годов большая партия поездов КТМ/КТП-2 была закуплена для Октябрьского депо для замены старых поездов “Х”/”М” на Пересыпской и Хаджибейской линиях. Маршрутный указатель у них был в одну линию и не имел “скворечника” для номера маршрута. Тогда же в город начали поступать поезда “Гота”, РВЗ-6 и Татры и произошло крупное перераспределение подвижного состава между депо. Все старые КТМ/КТП-1 и первая серия КТМ/КТП-2 оказались в депо им.Ильича (на Товарной, ныне не существует), где вышли на обслуживание уже перешитых к тому времени маршрутов 5 и 28. В это же депо был передан и 11-й маршрут.
Депо им.Ильича единственное применяло цветовое кодирование лобовых маршрутных указателей для вагонов КТМ-2. Вагоны были закреплены за определёнными маршрутами, и информация наносилась белым шрифтом на красном фоне для 5-го и 11-го маршрутов (их трассы не соприкасались и путаницы не возникало), и на синем фоне - для 28-го. Это позволяло легко опознать нужный маршрут издали, в темноте или в тумане. В других депо пытались внедрить цветовые огни по примеру Ленинграда, но в Одессе эта практика не прижилась. В Октябрьском депо пошли ещё дальше, полностью замазав маршрутные указатели всех КТМ-2 и МТВ-82. Руководствo посчитало, что при отсутствии постоянного закрепления вагонов за маршрутами менять маршрутный указатель слишком "хлопотно", а посему решило использовать “маршрутные колеса” - металлическую раму с окошком, в котором водитель устанавливал маршрут, поворачивая металлический круг с цифрами. "Передовой опыт" был подхвачен депо им.Ленина, сделавшем то же самое на вагонах РВЗ-6. После передачи всех КТМов в депо им.Ильича и списания последних РВЗ и МТВ, эра «маршрутных колес» окончилась. Депо им.Ильича также переделало лобовые маршрутные указатели у некоторых полученных из Октябрьского депо вагонов - окошко стало крупным, а номер маршрута - хорошо заметным.
В 1972 году произошла очередная крупная реорганизация маршрутного хозяйства, и Октябрьское депо получило маршруты 3, 4 и 12, а депо им. Ленина - Пересыпскую сеть. В результате поезда КТМ/КТП-2 стали основными на маршрутах 4 и 21, обслуживая их совместно с МТВшками.
Все без исключения одесские сцепки вагонов этого типа были двухвагонными, хотя в некоторых городах, например, в Твери, встречались и трёхвагонные поезда с двумя прицепами.
К началу 80-х годов практически закончилось комплектование Октябрьского депо Татрами и все оставшиеся КТМ-ы были переданы в депо им. Ильича. Там они и закончили свой трудовой путь, обслуживая маршруты 5, 20 и 28 и постепенно заменяясь Татрами. Последние машины работали на 20-м маршруте до 1987 года. Существует версия, что часть списанных поездов была затоплена в районе Чабанки и припортового завода для создания искусственного места обитания мидий и черноморских бычков.
