年末，北京铁路局配属58台东风4D型货运机车，其中怀柔北机务段33台、石家庄电力机务段17台、丰台机务段8台。柳州铁路局柳州机务段于2003年配属首批14台东风4D型货运机车，同时还配属了21台东风4D型径向转向架机车（下述），投入焦柳铁路柳州南至怀化南区段运用。至2006年末，柳州铁路局配属44台东风4D型货运机车（包括21台采用径向转向架的东风4D型7000系机车）。2011年，柳州机务段接收了一批从北京铁路局丰台机务段转配的东风4D型货运机车。2012年10月，根据铁道部召开的机车调配协调会议结果