5型机车逐步调往上海铁路局并投入华东二通道运用。2011年4月，济南铁路局最后一台ND5型机车被调出。
北京铁路局.1984年11月，北京铁路局丰台机务段开始配属ND5型机车，除了用于牵引京山铁路丰台西至南仓、京广铁路丰台西至石家庄、京原铁路丰台西至灵丘的货物列车之外，亦担当丰沙铁路丰台西至沙城和京包铁路沙城至大同段（简称丰沙大铁路）的晋煤外运重载列车牵引任务，并由张家口机务段支配运用。与此同时，铁道部选择了晋煤外运北通道中的丰沙大铁路和京秦铁路，进行了组合式重载煤炭列车的运转试验