机车在沈大铁路大连至瓦房店区间进行了首次正线重载牵引试验；2月14日，机车被送往中国铁道科学研究院北京环形铁道试验基地进行型式试验和综合性能试验。2009年4月6日至9日，HXD3B型0001号机车赴广州铁路集团公司管内进行牵引试验，先后在京广铁路株洲至衡阳区间、沪昆铁路株洲至娄底区间试运行；4月16日至17日，机车又在太原铁路局管内北同蒲铁路湖东至原平区段进行动力学及动应力试验。经过首台机车的运用考核和生产工艺结构改进，HXD3B型电力机车于2009年9月投入批量生产；2012年2月20日，大连机辆公司完