莫斯科铁路局
TE5型机车出厂后，首先配属莫斯科铁路局莫斯科客运机务段投入运用。1948年末至1949年初，TE5型机车在北方铁路局尼扬多马机务段进行冬季运行试验。后来由于TE1型机车停产，TE5型机车在试制了两台原型车后并未投入批量生产。