曾经配属于北京铁路局的丰台机务段、怀柔北机务段和天津机务段，其中怀柔北机务段的东风4B改D型机车曾经活跃于北京周边的铁路线，例如担当京包铁路关沟段的旅客列车本务和补机，担当北京东北环线、北京东南环线的货物列车牵引任务等。2017年，怀柔北机务段增配从南宁铁路局南宁机务段调拨的东风4D货运型机车，代替部分老化严重的东风4B型、东风4C型、东风4B改D型机车。太原铁路局侯马北机务段和乌鲁木齐铁路局库尔勒机务段亦曾配属东风4B改D型机车，侯马北机务段的机车主要负责北太焦铁路的货物列车牵引任务，而库尔勒机务段的机车