1976年5月，东方红5型0001号机车出厂后首先在成都铁路局管内成都站进行调车作业试验，又在成汶铁路成都至灌县、宝成铁路成都至德阳区间进行小运转试验。同年，第一批东方红5型调车机车正式配属北京铁路局天津机务段使用，并在丰台西、天津等车站，以及津山铁路塘沽支线等地分别进行了调车作业和小运转作业试验。试验结果显示机车牵引性能达到了设计要求，与东方红2型调车机车相比有大幅提高，起动牵引力提高了43%，持续牵引力提高了67%，解决了东方红2型机车的各种缺点。机车在驼峰的推送能力从2300吨提高到3300吨；进行调