初，首两台HXD3C型机车在大连相继下线，其中0001号机车采用23吨轴重，0002号机车采用25吨轴重（试验结束后恢复23吨轴重）；机车完成厂内调试和列车供电试验后，于7月24日在沈大铁路进行了首次试运行。2010年8月初至10月底，两台机车在中国铁道科学研究院北京环形铁道试验基地进行型式试验和综合性能试验。
运用.
中国国铁.2010年9月，HXD3C型电力机车开始投入批量生产，同年10月开始率先配属于沈阳铁路局苏家屯机务段、武汉铁路局江岸机务段、济南铁路