的D60型机车在初期配属于池田、横手、黑泽尻、郡山、纪伊天边、滨田、津和野、、大分等机务段，运用于根室本线、北上线、磐越东线、纪势本线、山阴本线、山口线、筑丰本线、伊田线、久大本线等线路。后来在1966年开始逐步报废此型机车，而配属于若松机务段并运用于筑丰本线牵引运煤列车的此型机车为最后使用的机车。最后一台退役报废的机车为D60 61，于1974年8月。