配属75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），运用范围遍及焦柳铁路柳州南至怀化南、湘桂铁路永州至柳州南、柳州南至南宁南、黎湛铁路黎塘至湛江等区段。2013年，为配合湘桂铁路扩能改造工程完成，柳州机务段开始配属HXD3C型电力机车，并将原配属该段的东风4B型、东风4C型、东风4D型货运机车转配给南宁机务段。2015年7月，随着湘桂铁路柳州至南宁区段完成电气化改造，原配属南宁机务段的韶山7型电力机车被调拨到柳州机务段，担当湘桂铁路柳南段的货物列车牵引任务。2015年至201