路局直接管理站段的体制改革，北京西机务段与北京内燃机务段合并，改称北京机务段，东风10F型机车随之改配属为北京机务段北京西运用车间。2006年8月，北京西运用车间陆续向北京运用车间调出东风10F型机车，投入京原铁路及同蒲铁路运用，替换该线原本使用的北京型专运机车，担当北京西至太原间的直通客运交路，包括N201/202次快速列车（北京西—太原）、N203/204次快速列车（北京西—运城），北京机务段北京运用车间及太原机务段灵丘运用车间的司机在灵丘站继乘。此外，还曾经牵引过京原线上的6437/6438次普通旅客