Поэтому в 1948 году группа конструкторов ленинградского ВАРЗа под руководством Г. И. Романова, Т. А. Севастьянова, Г. А. Титкова и В. С. Стрижакова начала разработку нового трамвайного вагона, который бы соответствовал выдвигаемым временем требованиям к новому подвижному составу.[1] Приоритетными требованиями были:

Последние два требования являются взаимоконфликтующими и конструкторы вынуждены были идти на определённый компромисс между долговечностью и облегчением массы вагона.[R 1]

Вид сзади нижегородского музейного ЛМ-49. Изначально единое заднее стекло при ремонте было заменено на два малых.

Конструкторскому коллективу удалось очень удачно решить поставленную задачу, благодаря новой для советского трамваестроения того времени концепции несущего корпуса вагона. Все предыдущие типы выпускаемых серийно трамвайных вагонов были либо рамной конструкции, когда на массивную стальную раму из нормального проката ставился деревянный кузов, либо с несущей рамой и боковыми стенками. В первом случае все механические нагрузки воспринимались только рамой, которая из-за этого была очень массивной. Конструкция с несущей рамой и боковыми стенками была более прогрессивной, но также требовала значительного количества металла, так как крыша и оконечности не участвовали в процессе восприятия механических нагрузок. ЛМ-49 использовал все преимущества третьей концепции — несущего кузова (корпуса) вагона. Его корпус представлял собой сварную конструкцию из профилей разнообразной формы, образующих целиком каркас вагона. Ни рама, ни площадки, ни стенки не имели самостоятельного значения в восприятии нагрузок; все нагрузки воспринимались остовом в целом.[R 2] Благодаря такой конструкции тяжёлый стальной нормальный прокат использовался в гораздо меньшем количестве, чем на вагонах других типов. Это позволило снизить массу всего вагона до 19,5 тонн по сравнению с довоенным трамваем того же класса ЛМ-33 массой 21,3 т.[R 1] Долговечность конструкции обеспечивалась тщательной отделкой несущих и прочих металлоконструкций — для защиты от коррозии они покрывались алюминиевым лаком, а в особо ответственных местах хромировались.[R 3]

Вместимость нового трамвайного вагона была решена путём принятия максимально возможных габаритов четырёхосного вагона с двумя тележками для колеи 1524 мм (60 дюймов) — длина ЛМ-49 составляет 15 м, а ширина — 2,55 м.[R 1] Для удобства входа-выхода пассажиров впервые в мировом трамваестроении (по утверждению разработчиков) были применены раздвижные двустворчатые двери по образцу вагонов метро. Это потребовало определённых усилий при разработке остова корпуса — надо было предусмотреть карманы для дверных створок без потери прочностных свойств каркаса в местах дверных порталов.[R 4]

Задача осложнялась тем, что несущий кузов проектировался впервые и у конструкторов не было эмпирических расчётных формул прочности конструкции, которые были ранее основными инструментами при проектировании рамных вагонов. Поэтому первый построенный вагон был подвергнут электротензометрическим испытаниям на прочность несущих элементов корпуса. Они показали достаточный запас прочности и, таким образом, обеспечили разработчиков необходимыми опытными данными. Это позволило разрабатывать последующие вагоны уже не вслепую, а опираясь на полученный при постройке ЛМ-49 опыт.[R 1]

Часть электрооборудования и конструкция тележек была заимствована у довоенного четырёхосного трамвайного вагона ЛМ-33.[2] Ещё одним шагом вперёд в 1950 году стал отказ от опорно-осевого подвешивания тяговых двигателей и переход на их независимое подвешивание с целью уменьшения неподрессоренных масс и ударных нагрузок на двигатели. До этого часть построенных ЛМ-49 оснащалась старой конструкцией с опорно-осевым подвешиванием, когда ротор тягового двигателя жёстко соединялся с осью колёсной пары вагона посредством зубчатой передачи.[R 5]

Вопросы о комфорте пассажиров во время поездки и удобства работы водителя были в значительной степени оставлены на будущее. Несмотря на применение в конструкции довоенного опытного поезда ЛМ/ЛП-36 подрезиненных колёс и косвенной системы управления электрическим током через тяговые двигатели, в серийных ЛМ/ЛП-49 по-прежнему использовались устаревшие неподрезиненные цельнолитые колёсные центры с напресованными на них бандажами и непосредственная система управления электрическим током.[2] В результате плавный ход (благодаря тележкам с двойным подвешиванием) сопровождался значительным шумом, а водителю приходилось работать с тяжёлой ручкой контроллера непосредственного управления тяговыми двигателями.[3]