9F形の主用途である重高速貨物列車での運用状況は非常に良好で、イギリス鉄道網の広範囲で用いられた。1982年9月には、動態保存機の92203号機 「ブラックプリンス」が、イングランド、サマセットにあるフォスター・ヨーマン (Foster Yeoman) のトール工場 (Torr Works) 採石場で 2,162英トン (2,196 トン) 列車の引出しに成功し、イギリスにおける蒸気機関車の牽引重量記録を樹立した。9F形は旅客列車にも使われ、小径動輪ながらも高速走行が可能であった。9F形がグランサムからキングス・クロスまで急行列車を牽引したある日のこと、乗車した鉄道愛好家の計測では、時速90マイル (145 km/h) を越えることが二度あったという。その証拠に、乗務終了後の機関士に期待されているのは時刻厳守であり「音の壁を破ることではない」("not break the bloody sound barrier!") と注意があった。機関士はこれに「乗務した機関車には速度計がなく、高速でもあまりに滑らかな乗り心地であったので、安全と思われる範囲で走らせたまでだ」と応えている。9F形の高速度達成例はこれだけではなく、92220号機「イヴニングスター」もカーディフ-ロンドン間の急行「レッド・ドラゴン」の牽引で時速90マイルに達したと言われている。しかし、高速走行に伴う高速回転による走行装置の摩耗損傷を懸念した運行管理部は、9F形の急行列車での運用を禁じた。
92165-92167号機の3両は自動給炭機付きとして製造された。螺旋状スクリューによってテンダーの石炭は火床まで運ばれ、4本の蒸気管により石炭を火格子に均等散布する様になっていた。自動給炭機により低質炭を利用できると期待されたが、機関助士が手でくべるよりも多くの低質炭が供給され、不首尾であった。92250号機にはギースル式イジェクターが取り付けられ、より少ない排気背圧での同程度の排気、あるいは、効率を下げることのない排気の増加が可能となった。通常の単一排気管と違い、排気は煙室ガスに順次送り込まれる様になっていた。潜在的可能性に対してまたしてもクレームがついたが、試験工場や実際の運用から出たものではなかった。92250号機では廃車まで様々な排気管が試用された。わずかながらも確認可能な改善に繋がった唯一の改造は、92178号機以降の全機に設置された二本煙突であった。これにより蒸気発生余裕ができ、より高出力が可能となった。
1955年に製造された92020 - 92029号機の10両ではフランコ-クロスティ式ボイラ(Franco-Crosti boiler) が試用された。これは主ボイラの下に設置された補助ボイラに煙室からの火室ガスを導き、機関車右側歩み板に設けられた煙突から排気し、排熱を利用して給水加熱しようとする設計である。煙室にある通常の煙突は点火時のみ使用し、点火後は蓋で塞がれていた。実験では期待程の蒸気発生効率向上は見られず、製造コストの上昇と設計の複雑さに伴う管理コストの上昇に見合うものではなかった。向かい風では煙が運転室に吹き込んで運転しづらく、二次煙室の燃焼ガスが低温であったため生じた硫酸による深刻な腐食がみられた。全機通常ボイラに換装されたが、一部外見から容易に識別できた。
日本では古墳時代に古墳の副葬品として馬具が見られることからこの頃に乗馬文化が導入され、軍事的利用される馬の育成は日本列島の各地へ広まり、特に東国において分布が拡大する。ヤマト王権では推古朝の頃には馬を管理する官職が存在しており、畿内の有力豪族により馬産が行われていた。地方においても在地首長による乗用馬の生産が行われ、律令制下には中央への貢馬が行われるようになった。勅旨牧は、奈良時代後期に牧の管理を請け負ってきた兵部省から分離独立する形で、新たに設定されるようになったと考えられている。この時期には令制国やそこに設置された牧（御厩）からの馬の貢馬が滞りがちとなり、更に太政官において軍権を握った最高責任者の藤原仲麻呂が乱を起こす（恵美押勝の乱）など、天皇を守るための直轄の軍備の必要性が唱えられた時期であった。このために当初は天皇直属の厩を管理していた内厩寮の下に置かれていた。『延喜式』によれば、勅旨牧は信濃（16ヶ所）・甲斐（穂坂牧、真衣野牧、柏前牧の3ヶ所）・上野（9ヶ所）・武蔵（石川牧・小川牧・由比牧・立野牧の4ヶ所）の計4ヶ国に設置され、前2ヶ国は左馬寮、後2ヶ国は右馬寮の管轄下であった。なお、承平年間には武蔵国で2ヶ所（阿久原牧、小野牧）が増設されている。なお、追加された2牧は宇多院・陽成院の所持していた牧が勅旨牧に編入されたと言われている。特に宇多院は信濃・武蔵両国を分国として国司の任免権にも関与していたと言われているために、勅旨牧の経営に何らかの関与したとする見方もある。これらの牧は各令制国毎に牧監（もくげん）が設置され（ただし、武蔵のみは各牧単位で別当が設置）、在庁官人が中央官庁より一定の任期を持って任命されて馬寮及び兵部省によって勤怠状況が監督されていたと考えられている。毎年8月には勅旨牧から中央に貢馬牽進の儀式である駒牽が行われ、毎年240疋（甲斐60疋・信濃80疋・上野50疋・武蔵50疋、なお武蔵2牧増加後は60疋が追加されて110疋となり、毎年総計300頭となる）が朝廷に献上されて、平安京周辺に馬寮が設定した「飼養牧（しようまき）」に預けられて公務の必要に応じて利用された他、公卿や近衛府などに下賜される場合もあった。天慶の乱などによる軍事的緊張が高まった10世紀前半に一番の充実が図られたと言われているが、その後衰微した。ただし、その後も馬寮の荘園や牧場として鎌倉期まで残された他、牧監や別当を務めた在庁官人の中には武士として成長する者もあり、信濃御牧の牧監とも伝えられる滋野氏末流には信濃小領主から近世大名化した真田氏がいる。また信濃十六牧の筆頭とされる「望月の牧」を支配した望月氏の支流は、飼養牧のあった甲賀の地で甲賀五十三家（甲賀流忍者）筆頭の近江望月氏となる。