1971年试制成功到1988年停产为止，四方机车车辆厂共制造了268台东方红3型机车。
运用历史.1977年，东方红3型机车开始配属沈阳铁路局沈阳机务段，同时从沈阳机务段调出原配属的东风3型柴油机车。1980年，哈尔滨铁路局三棵树机务段配属东方红3型机车，开始从蒸汽机务段向内燃机务段过渡。随后，齐齐哈尔铁路局齐齐哈尔机务段也配属了东方红3型机车。在整个1980年代，东方红3型机车曾经是中国东北地区的主力客运柴油机车，踪迹遍布沈山铁路、京哈铁路、沈大铁路、滨洲铁路、滨绥铁路等干线。1