堰厂对其进行了水阻试验、厂线试运行、沪宁铁路正线试运行。1990年12月初，机车离开戚墅堰厂赴北京，与韶山5型电力机车同时在铁道部科学研究院北京环行铁道进行初步性能调整试验。试验结果表明，东风9型机车的主要性能参数均达到了设计要求，当牵引20辆编组的25A型客车时，列车运行速度可达到145公里/小时。东风9型机车完成调整试验后，于1991年1月底返回戚墅堰厂拆捡，机车各部件状况良好；同月，0001号机车投入三万公里运行试验。同年，东风9型柴油机车获国家“七五”科技攻关重大成果奖。1991年4月，构造速度