当济南西至南仓间的部分重载货物列车牵引任务。2004年，济南西至徐州北的直通货物列车由单机牵引4000吨提升至双机牵引5000吨。2006年7月起，济南西机务段的ND5型机车担当济南西至丰台西的5000吨重载直通货物列车，替换下来的东风8B型机车投入到胶济铁路使用，当时济南西机务段配属多达141台ND5型机车。2006年下半年，京沪铁路电气化之后济南西机务段开始配属韶山4G型及HXD3型电力机车，京沪线部分货物列车实行电力机车长交路布局调整，济南西机务段的ND5型机车逐步调往上海铁路局并投入华东二通道运用。