自行制造的16V240ZJB型柴油机，机车还采用了永济电机厂引进美国通用电气技术生产的ZD109A型牵引电动机，有效扩大了机车恒功率调速范围，并使牵引电动机的可靠性得到提高。1994年至1997年，四方机车车辆厂共生产了16台东风4E型机车，全部配属上海铁路局南翔机务段运用，担当沪宁铁路的重载货物列车牵引任务。1990年代末，随着新一代大功率重载货运柴油机车——东风8B型柴油机车面世，逐渐取代了燃油消耗率较高及运用灵活性较差的东风4E型机车。2002年，全部东风4E型机车由戚墅堰机车车辆厂改造为32台东风4