微机控制系统代替了励磁调节装置，牵引功率可按列车供电输出功率自动转移，最大供电功率为400千瓦。乌鲁木齐铁路局于2004年起配属东风4D型准高速客运机车，分别配属乌鲁木齐机务段和哈密机务段使用，与东风11型柴油机车（高原型）共同担当兰新铁路乌鲁木齐—哈密—嘉峪关间的旅客列车牵引任务。2006年，乌鲁木齐铁路局撤销哈密机务段，整体并入乌鲁木齐机务段。此后，库尔勒机务段亦曾配属东风4D型准高速客运机车。北疆铁路和兰新铁路全线分别于2011年和2012年完成电气化后，乌鲁木齐铁路局的东风4D型机车主要用于奎北