段投入运用，担当川黔铁路遵义至贵阳南间的货物列车牵引任务，其中两台机车一直在遵义机务段运用至1988年。在川黔铁路上一台东方红4型机车可以顶替两台东风型柴油机车，能够牵引1050吨以27公里/小时通过20‰长大坡道，燃油消耗率约为62公斤/万吨公里，比双机重联的东风型机车低10～14%；但由于机车粘着重量比双机重联的东风型机车轻114吨，当牵引列车在坡道起动时也较容易发生空转。东方红4型机车的试验过程一波三折，主要原因是柴油机可靠性问题。东方红4型机车在成昆铁路和京原铁路等地试运行时，多次发生因柴油机故