1型电力机车转配属水上机关区，与ED16型电力机车共同在水上至石打间投入运用。1936年（昭和11年），随着EF10型电力机车的引入，EF51型电力机车重新投入东海道本线运用。此后，坂和电气铁道（今JR西日本坂和线）向铁道省租用这两台电力机车，担当天王寺至白滨的“黑潮号”直通准急旅客列车的牵引任务。1954年（昭和29年），EF51型电力机车改配属八王子机关区西国立机关支区，用于牵引南武线的货物列车。1959年（昭和34年）9月，EF51型电力机车正式报废，部分可用的零部件成为ED19型电力机车的备件。