南宁铁路局（原柳州铁路局）于2001年起配属东风4D型准高速客运机车。2001年，首批5台机车（3107～3111）配属柳州机务段，担当湘桂铁路的特快旅客列车牵引任务。2002年至2003年，按照柳州铁路局“增吨、压点、加密、提速”的方针，为桂林机务段配属了10台东风4D型准高速客运机车（3173～3177、3291～3295）。2005年4月，桂林机务段合并到柳州机务段，原担当交路改由柳州机务段担当。自此，柳州机务段的东风4D型准高速机车主要担当湘桂铁路衡阳—柳州—南宁、黎湛铁路柳州—玉林—湛江之间的客运交路。2010年起，焦柳铁路柳州至怀化、益湛铁路永州至玉林间的部分客运列车亦开始使用东风4D型机车牵引。2011年至2012年，南宁铁路局从郑州铁路局和上海铁路局调入东风4D型准高速机车。2016年，柳州机务段的部分东风4D型机车转配南宁机务段，将其投入南凭铁路（湘桂铁路南宁至凭祥段）运用，并开始担当&lt;a href="T8701/8702%E6%AC%A1%E5%88%97%E8%BD%A6"&gt;T8701/8702次&lt;/a&gt;中越国际联运列车在南宁至同登之间的牵引任务，而置换出来的东风4B型机车则调整至湘桂铁路北段运用。2019年2月，朝鲜国务委员长金正恩与美国总统唐纳德·特朗普在越南举行第二次朝美首脑峰会，金正恩乘坐的专列取道中国前往越南河内；2月26日上午，金正恩专列由南宁机务段的东风4D型3058号机车牵引，经南凭铁路从南宁抵达越南边境城市同登车站。