020年7月，天津机务段的两台东风4D型准高速机车转配属石家庄电力机务段阳泉运用车间，参与阳大铁路（阳泉城际铁路）通车前的联调联试。济南铁路局济南机务段及徐州机务段亦曾经配属东风4D型准高速客运机车，主要担当京沪铁路（济南—徐州—蚌埠）、石德铁路、胶济铁路、蓝烟铁路、兖石铁路的客运牵引任务。至2005年，济南铁路局共配属12台该型机车。2006年，为配合青藏铁路全线通车，济南机务段将4台东风4D型准高速客运机车（3116～3119）调拨给青藏铁路公司西宁机务段。2010年10月起，济南机务段开始配属HX