首台机车于1986年3月在乌鲁木齐铁路局管内的南疆铁路上顺利通过了高原线路牵引试验。目前高原型机车主要运用在青藏铁路集团公司的青藏铁路、兰州铁路局、乌鲁木齐铁路局及呼和浩特铁路局。
1986年12月,大连厂又研制了第一台东风4B客运型机车(2101),率先配属上海铁路局上海机务段使用。客运型是在货运型机车的基础上改造而成,除传动齿轮比由货运型的63:14,改为客运型的71:21外,两种机车的结构基本相同。客运型机车构造速度提高到120公里/小时,以适用扩大旅客列车编组以及提高速度的需要,1987年起开始批量生产。
与此同时,资阳内燃机车厂、大同机车厂在完成转产东风4B型机车的技术改造之后,也按照铁道部的指示和大连机车车辆厂提供的图纸,于1986年开始制造东风4B型柴油机车。1986年6月21日,资阳厂生产的首台东风4B型机车(3101)交验出厂;同年9月22日,大同厂制造的第一台东风4B型机车(6001)出厂。1994年,四方机车车辆厂也试制了两台东风4B型机车(7364、7365),但其车体直接采用了东风4E型的外观。
截至1998年,大连厂、资阳厂、大同厂、四方厂累计生产了4303台东风4B型机车,这个数目相当于1999年全中国铁路内燃机车保有量的42.5%。至1990年代末,虽然中国铁道部已经停止采购东风4B型机车,但大连厂、资阳厂至今仍然会根据地方铁路、工矿企业的需求生产东风4B型机车。资阳内燃机车厂生产的最新的东风4B型货运机车为9702号,于2014年出厂;大连机车车辆厂生产的最新的东风4B型货运机车为7794号,于2014年出厂,由甘肃华亭煤业铁路运输购买。而最新的客运型机车为大连厂生产的2684、2685号机车,由威海地方铁路局于1998年购置。