D5101 - D5105 → D51 950 - D51 954：1944年胆振縦貫鉄道より買収内地私鉄がD51形同等機を新造した唯一の事例である。D5101 - D5103の3両は同鉄道開業前の1940年5月に設計認可を得て、開業直後の1941年1月に竣工した。厳密な竣工日は順に1941年1月9日、11日、13日。以後輸送力強化のため、それぞれ1942年7月17日・1943年5月7日付けでD5104・D5105が増備された。製造はD5101 - D5104が汽車製造（製造番号2021 - 2023・2234）、D5105が日立製作所（製造番号1785）で、いずれも同時期の省鉄向けに準じた仕様で竣工しており、形態も標準形と同様である。
D511・2 → D51 864・865：恵須取鉄道（樺太）より買収。1944年に未成のまま買収された樺太の孤立鉄道より編入したもので、概ね標準形に準ずるが、寒冷地対策として製造時より密閉キャブであり、炭水車の前端部にも風除けを立ててキャンバス製の幌を運転台との間に設けていたのが特徴である。1943年、汽車製造製（製造番号2235・2331）。この2両は樺太には送られず、北海道内で使用された。
量産を進める段階で国内情勢が戦時体制へと突入し、貨物機である本形式に対する需要が非常に大きくなったため、国内の大型機関車メーカー5社と国有鉄道の工場（工機部）のうち8工場が製造に参加し、1936年から1945年（昭和20年）までの間に1,115両もの多数の車両が製造されることとなった。そのうちの8両については、国有鉄道の発注ではなく、私鉄の戦時買収や南樺太の内地化に伴い鉄道省へ編入されたもの、外地向けのものが戦況の悪化に伴う制海権喪失により発送できなくなり、国有鉄道籍を得たものである。また、955 - 1000は欠番となっているが、戦時型を1001から付番し番号で区別したためである。そのため、国有鉄道所有機のラストナンバーは1161である。これらの他、戦前から台湾総督府鉄道向けに製造されたものが32両（1944年製の5両は、一時的にD51 1162 - 1166として借入使用された）、戦後にソビエト連邦サハリン州鉄道向けに輸出されたものが30両、国連軍に納入されたものが2両、さらに1951年に台湾鉄路管理局向けに輸出された5両が存在する。これらを合わせると、D51形は1,184両製造されたことになる。
1929年（昭和4年）に始まった世界恐慌、その影響で日本国内で発生した昭和恐慌により、1930年代前半の日本における鉄道輸送量は低下していた。そのため、恐慌発生以前に計画されていた貨物用の新形機関車の製造は中断されていた。その後、景気が好転して輸送量の回復傾向が顕著になってきたため、改めて新形の貨物用機関車が求められた。そこで1936年（昭和11年）から製造されたのが本形式である。C11形のボイラーで実用化された電気溶接技術を応用して製造され、当時の設計主任である島秀雄は「多くの形式の設計を手掛けた中でも、一番の会心作」として同形式を挙げている。
スロベニアは現在でも経済水準の高い国である。ユーゴスラビアから独立した当時、ユーゴスラビアの総人口の10%を少し切る程度の人口しか無かったスロベニアであるが、共和国別で見た雇用、所得、輸出の数値はユーゴスラビアの中で最も高く、最も経済水準の低いマケドニア共和国とスロベニアの間の国内の経済格差は8倍程度あったといわれている。又スロベニアは2004年5月1日に旧ユーゴスラビア構成国の先陣を切ってヨーロッパ連合（EU）に加盟したが、この時一緒に加盟した東欧7ヶ国とマルタ、キプロスと比べても、国民一人あたりの国内総生産はこれらの国の中でトップであった。又EU加盟時点での一人あたりの国内総生産で比べた場合、スペイン・キプロス・ギリシャに準じ、すでにポルトガルと同等であった。これは旧東欧諸国の中でも目を見張る経済成長の速さで、ユーゴスラビアから独立したときからこの経済成長の土壌が整っていた事を現している。この事からもスロベニアの経済水準の高さを伺い知ることが出来るであろう。このように経済水準が高かった背景には、地理的にオーストリア、イタリア(特に北イタリア)に接しており、ユーゴスラビアの中でも最も西ヨーロッパに近く、当時から西側との経済交流が盛んであった事。勤勉を尊ぶ文化が醸成されていたこと。この2つがあげられる。特に勤勉を尊ぶ文化については、スロベニアはオーストリア・ハンガリー帝国内ではハンガリー王国領ではなくオーストリア帝国領に属しており、当時から勤勉を尊ぶドイツの文化等がオーストリアから流れ込んできていたことが挙げられる。スロベニア語は当時からあったが、地域によってはドイツ語を話すスロベニア人の方が多かった地域もある。これらの地域の中には第一次世界大戦後、住民投票によってオーストリア領に編入された地域もある。スロベニア人は今でもドイツ語とのバイリンガルが極めて多い。彼らがドイツ語を理解することもスロベニアの経済成長の一助となっている。つまりスロベニアは、「ユーゴスラビアにおいては、政治の中心はベオグラードにあってセルビア人が主導しているが、経済はスロベニアが牽引している。スロベニア1国だけだともっと経済水準を上げられるのに、セルビアやマケドニアが足を引っ張っている。彼らと一緒の国の中にあるよりも、独立して西側と経済的な結びつきを深めたほうが得だ」と考えたのである。