东风4BD型机车是在东风4B型机车的基础上翻新改造而成，主要改造内容包括柴油机、主发电机、牵引电动机、冷却装置等零部件，并对机车总体布置、辅助系统及辅助传动装置等部分重新设计，车体钢结构和转向架等部分仍沿用东风4B型机车原来的部件。机车换装16V240ZJD型柴油机、TQFR-3000ZG型主发电机和ZD109B型牵引电动机，空气滤清器更换为东风11型柴油机车的二级空气滤清系统（塑料惯性滤清器和铝板网式滤清器），或者东风4D型机车的多旋流管式风动自动除尘二级空气滤清器，高风沙地区用机车可加装钢板网滤清器或