属上海铁路局上海机务段、南翔机务段、南京机务段、南昌机务段和广州铁路局长沙机务段、广州机务段等地运用，主要用来替换原有的KD5、KD7、解放型等蒸汽机车担当调车和小运转任务。经过长年运用，ND3型机车从2000年代起陆续报废，被东风5型、东风7C型、东风7G型等新型调车柴油机车取代。
技术特性.ND3型柴油机车是直流电传动的六轴调车、小运转用的柴油机车。机车车体为罩盖式非承载结构，短端为前端，机车从前端往后分为短罩、司机室和长罩部分；为适应调车需要，机车设有外走廊。司机室有两个操纵