配属柳州机务段并投入焦柳铁路南段使用。2012年，东风4D型径向转向架机车在退出焦柳铁路后，改为用于牵引湘桂铁路和黎湛铁路（柳州南—南宁南—湛江）的直通货物列车。2013年，东风4D型7001～7021号机车由柳州机务段转配到南宁机务段，担当黎湛铁路和河茂铁路（玉林—茂名—湛江）的货物列车牵引任务，同时。2016年起，东风4D型径向转向架机车开始投入南凭铁路（湘桂铁路南宁至凭祥段）运用，并负责南宁至越南同登之间中越国际联运货物列车和跨境集装箱直通列车的牵引任务。
衍生车型.Sect