到日本各地的非电气化铁路干线使用，部分货物列车和优等旅客列车牵引任务亦转交由DD51型柴油机车承担，而替换下来的DF50型柴油机车则相继集中转往运用负荷较轻的次级干线使用。1970年代中期后，由于日本国铁加快对次级干线进行电气化改造，或使用DD51、DE10型柴油机车取代老化的DF50型柴油机车，DF50型柴油机车于1976年起开始逐步报废。九州地区的DF50型柴油机车曾经担当“富士号”、“”特急卧舖列车和“高千穗号”、“日南号”急行旅客列车的牵引任务，直到日丰本线全线于1979年完成电气化后才改用ED