国鉄D52形蒸気機関車

D52形蒸気機関車（D52がたじょうききかんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄、製造時は鉄道省→運輸通信省）の貨物用テンダー式蒸気機関車である。愛称はデゴニ。

 導入の経緯 
本形式は第二次世界大戦に伴う戦時輸送のために導入された大型貨物用蒸気機関車であり、燃焼室を持つ大型のボイラーを採用したことと、資材不足に対応するための戦時設計となっていることが特徴である。

 戦時輸送 
1937年の日中戦争開戦以来、日本国内では人も物資も動きが活発になり、旅客列車は毎年1 - 2万 km、貨物列車は2 - 3万 kmの増発が行われ、以後6年間で旅客列車は6万 km、貨物列車は11万 km増加した『鉄道技術発達史 第5篇』 p.17。さらには太平洋戦争の進展に伴い、日本国内の貨物輸送は貨物船の陸海軍による徴発とアメリカ軍の攻撃による喪失が増大したこともあって、産炭地からの石炭輸送を中心に内航運輸の輸送力が不足した。

これに対応するため、1942年10月6日に閣議決定された「戦時陸運の非常体制確立に関する件」 「戦時陸運ノ非常体制確立ニ関スル件」（国立国会図書館リサーチ・ナビ）および「戦時陸運非常体制確立方策要綱」[ 「戦時陸運非常体制確立方策要綱」『経済基本方策要綱』東京商工会議所 商工資料 第88号]（国立国会図書館デジタルコレクション）においては、以下の通り戦時陸運の非常体制を確立することが定められた。

まずは石炭輸送の確保を主眼として、逐次鉄鋼その他の重要物資の海上輸送を陸上輸送に移し、余剰船舶を満洲・中国大陸および南方方面からの輸送に充てるための5項目からなる要綱が定められた。その要綱の下に9項目からなる措置が定められ、そのうち国内輸送に関する主な事項は以下の通りであった。
 関門トンネルを経由する九州炭の輸送能力を年間750万トン程度を目標として増強する。
 北海道炭は青函連絡船の増強により輸送能力の年間250万トン程度を目標として増強する。
 危険性の高い太平洋側の海上輸送を日本海側への陸揚げ・陸上輸送への連携にシフトさせて、月間13万トンから50万トン程度に引上げる。
 輸送線区・設備の増強工事の施工、車両の増備および改造、荷役力・小運搬力の増強・石炭荷役設備の整備などの緊急措置を行う。

この計画を念頭に、1943年2月のダイヤ改正では旅客列車を2万1,000 km削減して貨物列車約2万 kmを増発し、その後も約2か月毎程度のダイヤ改正を行って北海道・九州・裏日本揚の石炭輸送増や山田線の鉄鉱石輸送開始に対応した。同年10月のダイヤ改正では旅客列車を約4万6,000 km削減した上で、貨物列車を約3万5,000 km増発して総計39万8,000 kmの設定となり、旅客列車の削減により余剰となった機関車を貨物列車に回すとともに、列車運行の効率化などを行うなどの施策によりこれに対応した『鉄道技術発達史 第5篇』 p.18。1944年に入ってもダイヤ改正は続き、4月には第五青函丸の就航に伴う北海道炭輸送増強と急行列車1万3,400 kmの削減、6月には九州炭輸送増強のための貨物列車9,500 kmの増発などが実施され、10月のダイヤ改正では旅客列車を6,000 km削減して貨物列車を1万7,500 km増発し、旅客列車35万 km・貨物列車43万 kmの設定となった。1937年から1945年の間の輸送量の変化は以下の通り。

年度別の戦時輸送の状況『日本国鉄の戦時動員と陸運転移の展開』 p.6種別項目1937年1938年1939年1940年1941年1942年1943年1944年1945年貨物列車トン数106百万  t118百万 t131百万 t146百万 t152百万 t158百万 t178百万 t161百万 t81百万 tトンキロ数18.9十億 t・km21.9十億 t・km25.3十億 t・km27.9十億 t・km29.8十億 t・km33.9十億 t・km42.8十億 t・km41.2十億 t・km19.0十億 t・km1日1キロ平均通貨貨車447.4 両480.5 両521.4 両542.3 両562.1 両613.6 両647.0 両561.9 両291.9 両1列車あたり輸送トン221.1 t237.6 t243.0 t256.6 t263.1 t278.0 t306.2 t297.1 t229.1 t旅客列車人キロ数29.1十億 人・km33.6十億 人・km42.1十億 人・km49.3十億 人・km55.5十億 人・km60.5十億 人・km74.1十億 人・km77.3十億 人・km76.0十億 人・km1日1キロ平均通貨客車165 両167 両180 両193 両199 両201 両186 両167 両133 両

 戦時の車両増備と戦時設計 
1937年の日中戦争開始に伴い鉄道動員体制となった『日本国鉄の戦時動員と陸運転移の展開』 p.4ことと、開戦に伴う旅客・貨物の輸送量増加に対応するため、1938年度に「輸送力拡充4 ヵ年計画」（1941年度まで）を策定し、総額9,660万円の予算のうち、車両増備にその55％を充てて輸送力の増強を図ったが、資材不足により次第に計画達成率が低下していた『日本国鉄の戦時動員と陸運転移の展開』 p.7。その後、1942年度から10か年の「交通施設長期整備計画」を策定し、当初の5年間は毎年2億2,000万円の予算のうち22 %を車両増備に充てることとしていた。しかし、1942年の戦時陸運非常体制確立に伴いこちらに経営資源を振り向けることとなり『日本国鉄の戦時動員と陸運転移の展開』 p.16、1943年7月20日の閣議決定で「鉄道車輌の計画増産確保に関する件」「鉄道車輌ノ計画増産確保ニ関スル件」（国立国会図書館リサーチ・ナビ）が以下の通り定められた。
鉄道車両製造工場は国家総動員法に基き鉄道大臣の管理とする
車両製造および修繕能力を最大限に発揮するため、鉄道省の技術・労務・資材・施設・経験等を活用して鉄道省の工場・機関区・検車区と民営工場とを一体的に総合運営する
車両製造に関しては五大重点産業並みの扱いとする
車両に対して戦時規格の実施を徹底する
必要に応じて戦時行政職権特例および許可認可等臨時措置法「許可認可等臨時措置法」（国立公文書館デジタルアーカイブ）を発動する

これに伴い、民間の車両製造工場も国家総動員法に基づき鉄道大臣の管理下に入れて官民一体で車両製造・修繕にあたることとなり、各民間工場に監理官が配置されて指揮監督または指導斡旋を行った『日本国鉄の戦時動員と陸運転移の展開』 p.18。1937年から1945年にかけての蒸気機関車の発注状況は以下の通り。

年度別の蒸気機関車発注状況『国鉄蒸気機関車史』 p.86, 105, 116, 130, 153, 169用途形式1937年1938年1939年1940年1941年1942年1943年1944年1945年備考支線用C11形31両 - 60両26両20両 - 19両59両 - 1943年度発注分以降は戦時型C12形22両26両30両30両 - C56形45両14両 - C58形10両135両71両73両40両20両19両 - 旅客用C57形58両48両28両16両17両 - C59形 - 15両50両35両 - 貨物用D51形58両136両248両194両134両29両100両160両 - 1943年度発注分は準戦時型、1944年度発注分は戦時型D52形 - 150両220両 - 全機戦時型合計224両359両437両354両261両84両288両439両0両

一方、開戦により車両用の資材が不足する状況となったことから、1938年製造のC58形以降は代用材が使用されるようになり、1939年11月には269項目からなる「蒸気機関車代用材ー覧表『鉄道技術発達史 第4篇』 p.436-440」を設定して新製・修繕に適用し、一部の部品については代用材使用に対応するための設計変更が実施された『鉄道技術発達史 第4篇』 p.435。その後もさらなる資材の節約を図るため、1943年1月4日付の「戦時規格委員会規程」で制定された戦時規格委員会において、戦時陸運非常体制下における車両の生産増強のため以下の5項目について検討がなされた。
 安全率の低減
 耐久寿命の短縮
 規格の変更
 使用期限および検査期間の延長
 工程・艤装の簡易化

これらの検討の結果、戦争に勝つまでの2 - 3年を目途として、耐久力は問題外として急速大量生産するための、いわゆる「戦時設計」が策定された。1943年5月10日にD51形を対象に「戦時設計要網」およびその施行細則が定められ、これに基づいた「D51形蒸気機関車戦時設計詳表」をもとにD51形戦時型が製造されるとともに、他形式の新製・修繕にもこれが準用された。戦時設計は「重要資材の節約」「資材確保の容易化」「製作工数・動力等の節約」の3項目の観点で定められており『鉄道技術発達史 第4篇』 p.441、これによるD51形の資材削減状況は下表の通り。

（参考）D51形の戦時設計における使用資材削減状況『鉄道技術発達史 第4篇』 p.446上段：所要量、下段：削減率材料原設計準戦時設計1942年戦時設計1943年銅2400 kg1080 kg55 %500 kg79 %鉛1200 kg380 kg68 %160 kg89 %鋼76000 kg67000 kg12 %64000 kg16 %

 D52形の導入 
1930年代後半から1940年代前半において、鉄道省ではD51形を増備していたが、同形式はD50形を元に粘着重量の軽減、全長の短縮など地方路線でも運用しやすくすることを重視した設計であったことから、前記のような状況を踏まえ、幹線の貨物列車牽引用としてD51形より出力の高い蒸気機関車が鉄道省内で検討されていた。

そのような中で、動輪の軸重を16トン以上、ボイラーをD51形より大型化させたD形機で、3種類のボイラー容量毎にKD50形、KD51形、KD52形としたものが1939年に、車軸配置を1D2としてさらに大容量のボイラーを採用したKD53形および、ボイラーに燃焼室を採用したKD54-A形、KD-54B形が1940年にそれぞれ計画され、このうち、KD54-B形はD51形と同程度の下回りに燃焼室を備えた大型ボイラーを載せたもので、後にD52形となったものである『国鉄蒸気機関車史』 p.146, 189。これらの計画機とD51形、D52形、1943年に計画されたKE50形の比較は以下の通り。

KD51 - KD54形、KE50形、D51 - D52形主要諸元比較表『国鉄蒸気機関車史』 p.159, 161形式車軸配置動輪径ボイラーシリンダー動輪上重量シリンダー牽引力備考火格子面積内径  煙管長燃焼室長圧力直径行程D51形1D11400 mm3.27 m21632 mm5500 mm - 1.37 MPa550 mm660 mm56.00 t166.4 kN1936年製KD52形3.60 m21700 mm1.57 MPa530 mm62.00 t176.6 kN1939年計画KD50形4.10 m21800 mm560 mm66.00 t197.2 kNKD51形4.50 m21900 mm580 mm70.00 t211.5 kNKD53形1D21520 mm5.02 m21850 mm570 mm710 mm68.00 t202.4 kN1940年計画KD54-A形1D11400 mm3.80 m21700 mm500 mm550 mm660 mm64.40 t190.2 kNKD54-B形3.85 m21846 mm5000 mm1000 mm65.00 tD52形64.79 t1943年製KE50形1E11250 mm5500 mm70.00 t212.9 kN1943年計画

当時は蒸気機関車の設計は主要部の鉄道省が、詳細設計は鉄道省と民間会社が分担しており、D52形も同様の体制で進められていた『機関車の系譜図 4』 p.597。1943年春時点では設計がある程度進んでいる状況であったが、その後「戦時設計要網」の適用や設計の見直しを行い『国鉄蒸気機関車史』 p.150、鉄道省が詳細設計を担当して『鉄道技術発達史 第4篇』 p.166急遽設計の手直しが行われた。製造に当たっては、変更点が多岐にわたる戦時設計のD51形とD52形は民間工場の混乱を防ぐために鉄道省の浜松工機部と鷹取工機部で先行製造されることとなり、本形式は1943年9月に製造が開始され、12月21日に鷹取工機部でD52 21号機が、12月28日に浜松工機部でD52 1号機が竣工している『機関車の系譜図 4』 p.599。その後、鉄道省の工場に引続いて民間の汽車製造・日本車輌製造・川崎車輛・日立製作所・三菱重工業でも生産が開始され1944年には量産体制となった。

D52形はD51形より動輪上重量を増して粘着引張力を増強するとともに、その分の重量とD51形が搭載していたデッドウエイトを廃止した分の重量を利用したボイラーの大形化と高圧化により、シリンダー引張力および出力の増強を図っている。また、火室に燃焼室を設置することにより、ボイラー効率をD51形の70 %から78 %に向上させるとともに煙管の短縮による資材の節約を図り、また、これにより重心を前方に移すことによってD51形では後方に偏っていた軸重バランスを前方に移して均等化を図っている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.446-447。一方、各部の構造については機能の改善を図るとともに生産性向上や資材入手の容易化を考慮して、単なる代用材の使用に留まらずに銅、鉛などの重要資材の節約を図った本格的な銅鉛節約設計となっており『鉄道技術発達史 第4篇』 p.188-189、これらの設計により、D52形はD51形との比較において空車重量（≒資材所要量）は5 ％、製造時の工数は約6 %それぞれ増加したが、出力は約22 ％の増加となり、重量および所要資材量・工数あたりの出力が増強されている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.446-447。

 概要 
 仕様 
本形式の原設計は極端な戦時設計ではなく、主連棒のビッグエンド（主動輪側端部）の丸ブッシュ化や鋳鋼製主台枠の採用などはされていたものの砂箱・蒸気溜カバーは通常の形状で除煙板も鋼製のものであった。その後設計途中で戦時設計が採用されて砂箱・蒸気溜カバーの角型化や、台枠・弁装置などに鋳鋼製部品使用といった資材確保や工作の簡易化、銅系材料の節約、除煙板や踏板、炭水車の炭庫といった部分に木材を代用材として採用するなどの変更がなされ、総体として非常に質の悪いものとなった。 また、給水加熱器もボイラー台の中に排気膨張室兼用のものを設置して配管を簡略化と金属材料の使用量削減を図っている。本形式が準拠している戦時設計の代表的なものは以下の通り『鉄道技術発達史 第4篇』 p.446。
 大形機関車でもボイラー缶胴の長手（レール方向）継手を溶接組立とする
 主連棒のビッグエンド（主動輪側端部）の形状を丸ブッシュとして、主動輪のバランスウェイト内に充填する鉛を全廃
 車軸受金に三メタル式のものを採用
 炭水車水タンクの外郭によって列車荷重を負担し、台枠の骨組を廃止
 炭水車輪心の鋳鉄化
 タイヤの止輪の廃止
 歩み板、石炭庫の木造化

また、資材および人員の不足による細部の設計変更は本省の承認を得ることなく、工場長や各民間工場に配置されていた監督官の判断に任せられたとされており『機関車の系譜図 4』 p.601、そのため、蒸気溜・砂箱のカバー、除煙板、煙突などの形状の変更や、工作の簡略化や装備の省略が行われ、結果として形態が多様化している。

 ボイラー 
本形式のボイラーは、D51形から動輪上重量を増大させた分の重量を利用した大容量化、燃焼室の設置による燃焼効率の向上、過熱蒸気温度の確保によるボイラー効率の向上などを図り、D51形から大幅な増強を図ったものである一方、戦時設計に対応して使用材料や工数の削減、資材確保の容易化を図ったものであることが特徴となっている。そのため、戦時中はボイラーの爆発事故が多くなった。なお、ボイラーの大型化により、機関車の重心高さは旅客用のC59形（1665 mm）と同等の1660 mmとなっている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.285。

ボイラーの種類は3種（甲缶、乙缶、丙缶）あり、丙缶はボイラー用材の幅広鋼材が不足したため各缶胴の長さを変えて2000 mm幅のボイラー用材からでも製造可能となっている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.446-447が、煙管長は各缶種とも5000 mmのままとしたため、丙缶では燃焼室長が短くなっている。原設計は甲缶で、缶胴の長手（レール方向）継手はリベット組立、缶胴の周接手は将来の増圧 (18 kg/cm2) を考慮してリベットが2列であったが、乙缶・丙缶では長手継手をC12形、C56形、C11形で実績のあった溶接組立とし『鉄道技術発達史 第4篇』 p.339、周接手はリベットを1列とするなど、構造の簡略化が図られている。なお、日本国有鉄道刊の『鉄道技術発達史』では「甲缶は実際には製造されていない」『鉄道技術発達史 第4篇』 p.447-451と記述されている一方、「甲缶が鉄道省→運輸通信省の工機所製、乙・丙缶が民間工場製が大体の区分とされている」とする文献や、「甲缶が鉄道省→運輸通信省の工機所製、乙缶が1943年度発注の汽車製造および日立製作所製、丙缶がその他」とする文献『国鉄蒸気機関車史』 p.153があり、形式図においてはD52 1-142号機を燃焼室甲（甲缶もしくは乙缶）、D52 143号機以降を燃焼室乙（丙缶）としている『国鉄蒸気機関車史』 p.148, 156。ボイラー種別ごとの要目は以下の通り。

D52形ボイラー種別一覧表『機関車の系譜図 4』 p.540-541ボイラー種別缶胴火室・燃焼室煙管伝熱面積缶水容量重量缶胴種別缶胴長缶胴内径缶胴工法燃焼室種別火格子面積燃焼室長外火室天板長火室容積煙管長大煙管本数小煙管本数火室煙管過熱第1第2第3第1第2第3周方向長手方向甲缶甲2230 mm2470 mm1501 mm1770 mm1808 mm1846 mmリベット2列リベット甲3.85 m21000 mm2296 mm7.0 m25000 mm35本94本20.1 m2147.7 m277.4 m29.6 m318.37 t乙缶乙2100 mm1450 mmリベット1列溶接2276 mm17.65 t丙缶丙各1980 mm乙920 mm2275 mm6.88m319.7 m29.5 m317.53 t

燃焼室は、火室の前方に、甲・乙缶は1000 mm（燃焼室甲）、丙缶は920 mm（燃焼室乙）のものを設けており、D51形と比較すると火格子面積の3.27 m2から3.85 m2と17 %増となったのに対し、火室容積を4.37 m3から7.0 m3（燃焼室甲、燃焼室乙では6.88 m3）と60 %（57 %）拡大した結果『国鉄蒸気機関車史』 p.152、火格子面積/火室容積比はD51形の1.33から、石炭中の炭素および揮発性成分の両方が十分に燃焼されるため適切とされる1.6 - 2.0の範囲『鉄道技術発達史 第4篇』 p.305-306内の1.81（燃焼室甲、燃焼室乙では1.79）となっている。また、火室における輻射による伝熱量は煙管における接触による伝熱量にに比べて約10倍で、ボイラー内での缶水の熱吸収の大半は火室周辺におけるものであり『国鉄蒸気機関車史』 p.144、本形式の火室伝熱面積もD51形の12.7 m2から20.1 m2（燃焼室甲、燃焼室乙では19.7 m2）に拡大されて伝熱量の増大を図っている。燃焼室は1920年代のアメリカにおいて普及したもので、南満洲鉄道や朝鮮鉄道でも1927年以降採用されるようになり、日本においても1920年代後半以降研究が進められていたが、1926年にアメリカから輸入したC52形において、アメリカのメーカー側では燃焼室の採用を計画していたが鉄道省側でこれを不採用としている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.305。その後、1932-33年度にはD50形とC51形で現車試験も実施されてその有効性も確認された一方で、構造上複雑となるため本形式に至るまで実装はされなかったが、本形式ではボイラーの重量配分を前方へ移して各動輪の軸重を均等化する目的もあって燃焼室が設けられている。

燃焼室が設置されて大煙管長さが5000 mmに短縮された一方で、大煙管本数を7列 × 5段の35本として過熱面積をD51形の64.4 m2から77.4 m2に拡大するするとともに、過熱面積/全蒸発面積比を0.41から0.46に向上させている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.295。この過熱面積/全蒸発面積比は過熱温度上昇によるボイラー効率向上のため、最初にこれを考慮して設計された8620形の実績を基に採り入れられた指標で、その後設計される機関車はこの数値を約0.3以上とすることとしたものである『鉄道技術発達史 第4篇』 p.294。さらに、本形式では燃焼ガスの煙管に対する配分を改良して過熱温度を高めるため、ガス通路の流体抵抗に着目した川崎車輛の提案に基づき、過熱管の煙室側折返部を煙室内から大煙管内に変更している『鉄道技術発達史 第4篇』 p.296。

これらの設計の結果、本形式においては過熱蒸気温度は平均368.5 ℃、瞬間値ではD51形では358 ℃であったものが375 ℃となり『鉄道技術発達史 第4篇』 p.296、試験台試験における比較において、燃焼率500 kg/m2/h時のボイラー効率はD51形の70 %から78%に、伝熱効率は79 %から84 %に、ボイラー効率は55 %から59 %にそれぞれ向上し、ボイラーへの熱入力量が同一であった場合、指示出力はD51形より約10 %向上している。

 走行装置 
車軸配置はD50形、D51形と同じく、火格子面積を大きくとることができる『機関車の系譜図 4』 p.5121D1（日本国鉄式）、2-8-2（ホワイト式）もしくは通称ミカドと呼ばれる配列で、直径1400 mmの動輪を4軸、直径860 mmの先輪もしくは従輪を有する1軸先台車および1軸従台車をそれぞれ装備している。軸距は先輪 - 第1動輪間2500 mm、第1 - 第4動輪間は各1550 mm、第4動輪 - 従輪間2450 mmとしており『鉄道技術発達史 第4篇』 p.253、各動輪間の軸距はD51形と同一であるが、先輪 - 第1動輪間が50 mm、第4動輪間 - 従輪間が100 mm延長されているほか、前台枠先端 - 先輪間も50 mm延長されている一方で、後台枠後端 - 従輪間は150 mm短縮されており、台枠全長がD51形より50 mm短縮されている。各車軸のばね装置は上ばね式の重ね板ばねで、先輪と第1動輪の左右の軸ばね群およびイコライザーで1点、第2 - 4動輪と従輪の左右の軸ばね群およびイコライザーで左右2点の3点支持式として、先輪 - 第2動輪で1点・第3動輪 - 従輪で2点としていたD51形と比較して負担重量の均等化を図っているほか、第4動輪に6 mmの横動量を付与して『鉄道技術発達史 第4篇』 p.288曲線通過性能を確保している。また、先台車はD51形と同じコロ式復元装置・1点支持で心向棒長1600 mmのLT128、従台車はC57形やD51形が装備するLT157を若干変更した、ばね式復元装置で心向棒長1800 mmのLT157AもしくはLT157B『国鉄蒸気機関車史』 p.91を装備しており『国鉄蒸気機関車史』 p.110、軸箱と軸ばね間の滑り台が前者は開放式、後者は密閉式となっている『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.14, 27。

台枠は厚板鋼板を使用した棒台枠で、 前部端梁まで厚板鋼板台枠であったD51形と異なり、前台枠とボイラー台をC12形・C56形やC55形以降の大型旅客用機関車と同様の大型鋳鋼部品としてシリンダーとともに主台枠にボルト止めしており、D51形で多発して問題となっていた主台枠のシリンダー取付部後部のクラックに対しては、台枠の切抜部隅部分の形状変更をもって対策としている『国鉄蒸気機関車史』 p.151。一方で、台枠中間鋳物はD51形と共通品を使用している『鉄道技術発達史 第4篇』 p.270-275ほか、後部台枠は後のD62形のように左右間隔を狭めて資材と工程の節約を図る案もあったが、発案時点ですでに製造段階に入っていたため、D51形と同様の、後台枠が従輪の外側に張出す構造のままとなっている『機関車の系譜図 4』 p.619。また、従来の機関車の主台枠板は厚板鋼板を切抜加工したものを使用していたが、本形式では厚鋼板切抜加工のものと鋳鋼のものの双方が用意されている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.347-348。鋳鋼製の主台枠はアメリカや南満洲鉄道などでは基本とされていた『機関車の系譜図 4』 p.589もので、日本においてもC52形の主台枠が鋳鋼製であったほか、1936年にC55形を例にとって鋳鋼製主台枠と厚板切抜式主台枠の比較がなされた結果、両者の間に大きな差はないとされた。その後、日中戦争の影響によって厚鋼板が入手困難となったことに伴い、D51形、C11形、C57形、C58形に鋳鋼製台枠の追加設計がなされ、C59形および本形式は当初から鋼板、鋳鋼双方に対応できる設計がなされている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.347-348。

弁及びリンク装置と走り装置にはワルシャート式弁装置を使用しており、シリンダーはD51形と同じ直径550 mm、行程660 mmで使用圧力増加分だけシリンダー牽引力を増強している。戦時設計要網および施行細則により、リンク装置の鍛造部品の型打部品もしくは鋳鋼部品への変更や、ブッシュ類の銅系材料の削減などがなされており『鉄道技術発達史 第4篇』 p.442、また、本形式では主連棒のビッグエンド（主動輪側端部）をアメリカや南満洲鉄道で標準とされていた丸ブッシュ式としている。従来の機関車ではビッグエンドに角形で調整式のブッシュを使用し、重量バランス確保のため主動輪のバランスウエイト内部に鉛を充填していたが、本形式の丸ブッシュ式は鉛の節約と主連棒の回転不釣合の軽減を目的としたもので、調整機構のない分だけ軽量化を図り、主動輪バランスウエイト内の鉛を全廃したものである『鉄道技術発達史 第4篇』 p.447-451。

先輪および従輪はディスク式、動輪はボックス式で、タイヤの抜出し防止用の止輪が廃止されているほか、先台車・従台車の軸受や棒類の受金に三メタル式のものが使用されている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.443。タイヤの止輪はその要不要が1920年代より議論され、南満洲鉄道において焼嵌めのみで止輪を使用しない方式での実績があったこともあって国内でも試験が行われており、戦時設計に際して廃止されている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.411-413。三メタル方式は受金の銅系材料の削減のため採用されたもので、受金を鋼製のものに銅合金を裏貼りしたものとして、さらにその上に軸受合金としてホワイトメタルを貼る方式となっている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.451。また、汽車製造製のD52 379-384号機の6両『D52物語』 p.66『国鉄蒸気機関車史』 p.155は原形の鋳鋼製のボックス輪心に代えて、円板を湾曲させて一枚板構造とした鋳鋼製のディスク輪心を使用した。この方式はボックス輪心と同時期にアメリカで開発されたもので、二重壁構造のボックス輪心で鋳造時に必要となる中子を不要として工数を削減したものとなっている『機関車の系譜図 4』 p.602。さらに、日立製作所製のD52 393-416号機および三菱重工業製のD52 146号機は先輪に、後述する炭水車用車輪と同じ鋳鉄製二重壁の輪心のものを装備している『D52物語』 p.68。

 ブレーキ装置 
ブレーキ装置は自動空気ブレーキ、手ブレーキを装備しており、基礎ブレーキ装置は台枠内第1および第3動輪間の内側にブレーキシリンダを1基ずつ搭載し、それぞれ第1・2動輪および第3・4動輪の2軸ずつ計4軸に作用する『D52物語』 p.39片押式の踏面ブレーキとなっており、制動軸や一部の制動梁はD51形と共通品を使用している。制輪子は制輪子に制輪子ホルダーが付き、そこに制輪子を取付ける乙種のうち、機関車は乙-163号（制輪子ホルダーは偏心1号）、炭水車は乙-162号（制輪子ホルダーは偏心2号）を使用している『鉄道技術発達史 第4篇』 p.421-422。

空気ブレーキ装置は蒸気機関車標準のET6を採用している。この方式はアメリカのウェスティングハウス・エア・ブレーキWestinghouse Air Brake Company, Pittsburgh（WABCO）が開発したもので、H6自動ブレーキ弁、S6単独ブレーキ弁、6番分配弁、C6減圧弁、B6吸気弁などで構成されるもので、その特徴は以下の通りとなっている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.115。
 構造が簡単で取付および保守が容易
 非常ブレーキが使用可能
 ブレーキ弁に連動して元空気溜圧力を2段階に設定可能
 補助機関車もしくは無火回送時においても客車・貨車と同様にブレーキが作用する

 その他 
運転室は1937年度発注のC58形以降、C59形や計画機のKD51形、KD52形、KD53形では、乗務員の安全性向上や灯火管制に対応できるといった利点のある『国鉄蒸気機関車史』 p.197密閉式の運転室を装備していたが、本形式では開放式の運転室としている。また、アメリカの機関車と同様に運転室の荷重を後台枠に負担させず、ボイラーに取付ける方式としている『国鉄蒸気機関車史』 p.152ほか、運転室内の機器類は戦時設計により、速度計の省略や圧力計類の簡素化、運転室内灯の削減などの簡素化がされている。

本形式の煙突はボイラーが機関車前方へ延長されたことに伴い、シリンダ中心線より600 mm前方にずれていることが特徴となっており、これにより容積の大きくなったボイラー台内部のスペースのうち、上半部を容積0.303 m3の排気膨張室『鉄道技術発達史 第4篇』 p.310とし、下半部には水管を配置して給水加熱器として『国鉄蒸気機関車史』 p.157、給水加熱器筐体と配管の資材を節約している。また、煙突は鋼板溶接組立のものと鋳鉄製のものがあり『形式別 国鉄の蒸気機関車IV』 p.502、いずれも煙突基部とボイラー間の取付座を省略している。

砂箱・蒸気溜カバーは形状を簡略化としており、製造時期や製造所によって、断面の角型・カマボコ型の違い、砂箱部と蒸気溜部の段差の有無、前後端部の形状の違いで5種類に大別される。また、除煙版は原形においては前部端梁より先端部が張出しており、下隅部に丸みをつけた形状であった『機関車の系譜図 4』 p.598が、戦時設計においては原形の形状のまま木製化したもののほか、先端部を前部端梁の位置としたものが前方の上隅部の形状の違い等により3種の計4種に大別される。

 炭水車 
炭水車は当初C59形と同一の10-25形を使用することを予定していたとされるが、戦時設計の導入により、戦時設計のD51形が装備する10-20形台車の全長と台車中間距離を1200 mm延長して石炭および水の搭載量を増大させた12-25形を装備している。戦時設計の炭水は使用石炭の質の低下ならびに貨物列車の重列車長距離化の傾向から、積載炭水量を増加させた一方で、全面的設計変更を行って所要資材を削減しつつ積載容量増に対応し、かつ、運転整備重量を減少することにより勾配区間における機関車の牽引能力を増大させている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.441。

この炭水車は、前端部側に中間緩衝器受・中間引張棒受と台車心皿を設置した鋳鋼製の前台枠を、後端部側には連結器の伴板守と台車心皿を設置した同じく鋳鋼製の後台枠を設置し『機関車の系譜図 4』 p.445、前後の台枠間は、水タンクの底板を6 mm厚の鋼板を使用した船底型のものとして、ここに重量および引張力・連結衝撃を負担させるフレームレス構造とした同時期の戦時型D51と同様な省力化・省資材化の手法で、モノコック構造の鉄道車両への本格採用が1950年代中期近くとなった日本における、例外的な採用例であり、一部の設計を変更した形で終戦後に増備された中・大型の旅客用蒸気機関車にも導入されている。ものである。また、炭庫部分は石炭の質が悪化したことに対応して容量を当初計画の10 tから12 tに増大するとともに、転車台が空襲の被害などで使用できない場合の逆行運転を想定し、後方視界を確保するために水槽部分より幅を狭めた形状となった「蒸気機関車四方山話 第25回 国鉄唯一のヘビー・ミカドD52形」高木宏之『国鉄時代』2014年5月号 (vol.37)  p.75。このほか前床板、道具箱などを木造のものに変更したほか、基礎ブレーキ装置部品や配管を簡素化している。

台車は構造を簡素化したベッテンドルフ式『国鉄蒸気機関車史』 p.122の鋳鋼製側枠式台車のLT204形を装荷し、車軸を従来の長軸のものから短軸にしたほか、車輪の輪心を鋳鉄製の箱型輪心としている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.443, 446。なお、枕ばねは重ね板ばねであるが、初期に製造されたものは3組並列のもの、その後製造されたものは2組並列のものとなっている『D52物語』 p.25。

 製造 
本形式は設計に並行して1943年6月から2か所の鉄道省（→運輸通信省）の工場（工機部）で先行的に部品や機関車本体の製造を開始し、その後に製造計画を割り当てられた民間メーカー5社による本格的な製造に移行した。本形式は1943年度に150両、1944年度に220両が発注されて、D51形（1943・44年に計260両を発注『国鉄蒸気機関車史』 p.116）と並行して生産されることとなったが、1941年度以降の蒸気機関車の生産状況は発注年度内に竣工するものは少なく、翌々年度に竣工がずれ込むものもあるといった状況であり『国鉄蒸気機関車史』 p.119、本形式は発注370両のうち、終戦後にも納入が認められた1945年度末竣工分までの計285両が生産された（最終出場は、1946年3月31日付、日本車輌製のD52 62号機。実際の竣工日は4月16日『D52物語』 p.6。）。未竣工は計85両で、メーカー各社に残った素材は戦後の輸出向機関車に転用されたとされており『機関車の系譜図 4』 p.600、川崎車輌で製造されたサハリン向けのD51形7両には本形式用の主台枠が流用されている『国鉄蒸気機関車史』 p.124。

発注時の予定最終番号はD52 492号予定機で、D52 153-197・256-332号機は予定欠番であったが、生産計画について、鉄道車輌史研究家の臼井茂信はD52 153-197号予定機を三菱重工業生産割当分、D52 256-332号予定機を川崎車輌生産割当分として計約500両の計画、同じく蒸気機関車研究家の金田茂裕は予定欠番分を除く約400両の計画であったとそれぞれ推定している。

竣工年度・製造所ごとの番号、製番、両数は下表のとおり。
D52形製造一覧（上段：番号　下段()内：製造番号）年度鉄道省→運輸通信省工場民間工場合計浜松工機部鷹取工機部日本車輌川崎車輛日立製作所汽車製造三菱重工業番号両数1943年度D52 1-5(89-93)D52 21-24(59-62)D52 123-132(2390-2399)D52 1-5, 21-24123-13219両1944年度D52 6-15(94-103)D52 25-33(63-71)D52 41-58(1319-1330, 1374-1379)D52 68-97151-152, 198-227(2972-2978, 2986-29902994,2998, 2995-29962997,2999, 3047-30583060-3061, 3064-30713073-3075, 3077-30783080-3086, 3088-30893092-3100)D52 98-122393-408(1734-1736, 1838-18471894-1905, 1960-1975)D52 133-142333-368(2433-2442, 2458-24592467-2494, 2497-2502)D52 143-150443-451,453(469-476, 477-485, 487)D52 6-15, 25-33, 41-58, 68-122133-152, 198-227333-368, 393-408443-451, 453204両1945年度D52 59-62(1409-1412)D52 228-238(3101-3111)D52 409-423(1976-1990)D52 369-384(2503-2518)D52 452, 454-468(486, 488-502)D52 59-62228-238369-384409-423, 452, 454-46862両計番号D52 1-15D52 21-33D52 41-62D52 68-97151-152, 198-238D52 98-122393-423D52 123-142333-384D52 143-150443-468D52 1-15, 21-33, 41-62, 68-152198-238333-384, 393-423443-468285両両数15両13両22両73両56両72両34両

また、発注年度・製造所毎の、発注両数と予定機番は下表のとおり。
D52形発注年度別製造両数一覧（上段：両数、下段（）内：予定機番）年度鉄道省→運輸通信省工場民間工場合計浜松工機部鷹取工機部日本車輌川崎車輛日立製作所汽車製造三菱重工業1943年度20両(D52 1-20)20両(D52 21-40)27両(D52 41-67)30両(D52 68-97)25両(D52 98-122)20両(D52 123-142)8両(D52 143-150)150両(D52 1-150)1944年度0両0両0両60両(D52 151-152, 198-255)50両(D52 393-442)60両(D52 333-392)50両(D52 443-492)220両(D52 151-152, 198-225333-492)合計発注分20両(D52 1-20)20両(D52 21-40)27両(D52 41-67)90両(D52 68-97151-152, 198-255)75両(D52 98-122393-442)80両(D52 123-142333-392)58両(D52 143-150)443-492)370両(D52 1-152, 198-225333-492)うち竣工分15両(D52 1-15)13両(D52 21-33)22両(D52 41-62)73両(D52 68-97151-152, 198-238)56両(D52 98-122393-423)72両(D52 123-142369-384)34両(D52 143-150443-468)285両(D52 1-15, 21-33, 41-62, 68-152198-238333-384, 393-423443-468)

 改造 
 戦時中の使用状況と状態不良機の廃車 
戦時設計の主旨は、加工を簡略化すべきところはこれを徹底的に簡略するが、重要部分に対してはむしろ細心の加工を要求したものであり、機会あるごとにこのことは強調されていたが『鉄道技術発達史 第4篇』 p.447-451、実際には使用資材の品質不良や熟練工の不足、戦時設計に便乗した粗製乱造などにより『国鉄蒸気機関車史』 p.154粗雑な製造の機体が多かった。このため、設計上の性能はD51形よりも大幅に改善されており、D52 1号機による試験結果も好成績で、上り10 ‰までの区間では一般貨物列車が19 km/hで1100 t、石炭貨物列車が17 km/hで1200 t牽引と設定されたにもかかわらず、本来の性能を出せない機体が多く、1944年末の大阪鉄道局管内を例にすると配属33両中12両が材質や工作状態の不良による故障を起こしていた川上幸義『私の蒸気機関車史　下巻』 1981年5月 p.364。

また、保守・修繕においても、本形式に限らず資材入手難や代用材使用の影響により状況は困難なものであった。例えばボイラー水面計のガラスは戦前においては平均1年程度の耐久性であったものが、戦時中においてはほぼ毎日交換が必要で、場合によっては一仕業中に数回の交換を要したこともあり『鉄道技術発達史 第4篇』 p.447、また、断熱材やパッキン・ガスケットに使用される石綿の入手難から、煙室扉のパッキンにグラスウールや場合によっては土で目塗りをして代用とした事例や、加減弁作用軸部のパッキンを樹皮で代用した事例もあった『鉄道技術発達史 第4篇』 p.448。また、代用材料に関しては、戦時設計によるもののほか、代用材を使用するよう指定されなかった部品においても資材入手難から代用材料を使用せざるを得なかった部分も多く、銅系材料の部品を鉄系材料としたものについては錆の発生や固着に、鋼製部品から鋳鋼もしくは鋳鋼から鋳鉄としたものについては亀裂や割れによる破損に悩まされ、代用材として木材を使用した箇所は木材の反りや割れ、腐食の発生に悩まされていた。

ボイラーについては、製造不良や戦時規格にも適合しないボイラー用鋼板が材料として使用されたものがあったほか、運用上の酷使や整備の不良もあり、1945年に死傷者を伴うボイラー破裂事故が3件相次いで発生した。そのため一旦全機の使用が停止され、X線によるボイラーの検査等を実施する一方、応急的な対策としてボイラー水位を高めたり火室控の交換、蒸気圧の減圧といった処置を施して対応したが、事故および状態不良で1946年 - 1950年に以下の55両が廃車となった。
 D52 5, 7-9, 27, 30, 47, 51, 59, 73, 78, 80, 83（事故）, 84, 87, 88（戦災）, 90（戦災）, 91（戦災）, 95, 97, 103, 107, 110-114, 116, 120, 205-208, 209（事故）, 212, 215, 220-221, 238, 346, 347, 350-351, 359, 364, 371, 381, 394-395, 409-413, 443, 465

一方、戦時中にはアメリカ軍機による機銃掃射等への対策として本形式への迷彩塗装の実施と運転室の防弾化改造が計画されている。迷彩塗装は他形式も含めいくつかの事例があった一方、運転室防弾化については図面が用意されたのみで実施はされていないが、その内容は以下の通りとなっている『D52物語』 p.187。
屋根は雨樋を撤去し、この部分に防弾板を設置
側面は防弾板およびコンクリートの防弾材を設置するとともに、側面窓の前方を鋼板で塞ぎ、防弾引窓を設置
前面は正面窓庇を防弾化
背面に防弾戸を設置

 原設計への復元など 
本形式は、性能を確保して大量速製を主眼とする点ではその目的を達し、耐用年数約2-3年という当初の目標もほぼ達成されていたが、終戦後の日本の状況においては、耐用年数に達した本形式を廃車することができず、引続き使用さざるを得ない状況であった『鉄道技術発達史 第4篇』 p.154。そのため、本形式をはじめとする戦時設計の車両は通常設計への復元工事を施工することとし、蒸気機関車に関しては1945年10月に「戦争終結に伴う車両並に同部分品の原設計復元に関する件」という通達が各鉄道局長へ出され、「戦時設計機関車装備改造」として1947、48年度に予算が計上されてボイラー控の改造、シリンダーへの安全弁の設置、速度計の設置、炭水車の補強などが施工されているほか、以降も補修や原設計への復元が継続され、機体によっては除煙板や炭庫など木部の鋼製化が実施されている『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.49。

ボイラー缶胴の周継手をリベット1列とした乙缶と丙缶では、経年により缶胴下半部のリベットに緩みが生じたものが多く、缶胴下半部に板を継足して継手をリベット2列に補強している。なお、同様の事象は同じく周継手をリベット1列とした戦時設計のD51形と戦後製のC59形でも発生しているが、戦後製のC57形では発生しておらず、ボイラー径に拠るものと考えられている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.449。また、ボイラー控のうち、ボイラーの火室外板と外火室後板の間の後隅板控は、戦時設計においては板厚を薄くしてリベット組立から溶接組立としていたが、亀裂の発生や溶接部の剥離が発生したため、戦時設計機関車装備改造で原設計に復元されているほか、原設計ではねじ組立であった、火室外板と内火室板の間の側控は、戦時設計においては溶接組立としていたが、こちらも溶接部の剥離が発生したため、同じく戦時設計機関車装備改造で原設計に復元されている。

走行装置においては、弁装置のリンク装置で黒皮付きのままの鋳鋼部品を使用したものは傷の発見が困難であったり曲損の検査に手数を要するため、原設計の鍛造機械仕上のものに交換されている。また、戦時設計によりタイヤの抜出し防止用の止輪が廃止されたが、実際にはタイヤの抜出しが発生したため、1952年には止輪の必要性が再確認され、以後止輪を追加している。さらに、先台車・従台車および炭水台車の軸受や棒類の受金に使用された三メタル式受金は、銅合金は節約されるが、鋼材をに銅合金を裏貼りする際に工数がかかり、当初は密着がよくないものがあったが、工作が良好なものは使用状態も良好であり、炭水車車軸の受金では戦後もそのまま使用されているものもある『鉄道技術発達史 第4篇』 p.451。

戦時設計機関車装備改造における炭水車の補強は、前後の台枠鋳物と水タンク底板との取付部の緩みや、水タンク底板の台枠鋳物取付部の亀裂発生に対応するもので、台枠鋳物の取付面積を増大して衝撃荷重の伝達を良好にするとともに、水タンク底板の台枠鋳物取付部の板厚を9 mmから12 mmとしつつ、内側にも当板を設置するものであり、施工後の状況は良好であった『鉄道技術発達史 第4篇』 p.450。

 他形式への改造 

戦時輸送の終了による貨物用機関車の余剰化と、旅行の制限がなくなったことによる旅客輸送量の増加にともなう旅客用機関車不足のため、1948年から1949年にかけて本形式のボイラーを流用し、C59形相当で従軸を2軸とした走行装置と組合わせた旅客用機関車C62形が49両（うち1両は2両分のボイラーを組合わせて1両分としたため、種車となったD52形は50両。）製造された。前後の機番対称は以下の通り。

D52形→C62形改造一覧『機関車表』 p.1886-1893形式改造後番号改造前番号製造所製造番号竣工日C62形C62 1D52 74日立製作所19211948年1月17日C62 2D52 45519305月20日C62 3D52 45819316月18日C62 4D52 39919326月30日C62 5D52 34919337月20日C62 6D52 46119347月31日C62 7D52 46419558月26日C62 8D52 44619568月19日C62 9D52 12119579月6日C62 10D52 11919589月23日C62 11D52 150195910月6日C62 12D52 445179610月23日C62 13D52 447179711月10日C62 14D52 145179811月30日C62 15D52 112179912月15日C62 16D52 127180012月22日C62 17D52 269180112月30日C62 18D52 37518021949年1月26日C62 19D52 40718033月6日C62 20D52 22518043月14日C62 21D52 27718053月20日C62 22D52 222川崎車輛31551948年8月20日C62 23D52 2331568月31日C62 24D52 233（D52 106）公式にはD52 233号機の乙缶を使用、実際にはD52 106号機の丙缶を組合わせて1両分とし、丙缶扱い。31579月24日C62 25D52 22631589月30日C62 26D52 46315910月8日C62 27D52 49316010月16日C62 28D52 151316110月21日C62 29D52 85316210月28日C62 30D52 152316311月11日C62 31D52 227316411月18日C62 32D52 147316511月24日C62 33D52 82316611月30日C62 34D52 230316712月18日C62 35D52 93316812月26日C62 36D52 231316912月12日C62 37D52 358汽車製造24509月18日C62 38D52 37425649月29日C62 39D52 141256510月6日C62 40D52 367256610月15日C62 41D52 352256710月23日C62 42D52 357256811月12日C62 43D52 345256911月30日C62 44D52 356257012月26日C62 45D52 35325711949年3月8日C62 46D52 22625723月21日C62 47D52 36625733月31日C62 48D52 38025744月8日C62 49D52 10425754月20日

また、第二次大戦後に主要幹線の急速な電化が計画されたことに伴い、1950年から1951年にかけて戦時設計から標準設計への復元に併せて従軸を1軸から2軸として、軸重を線路規格の低い「乙線」への入線可能な値に調整することが可能なD62形に20両が改造された『鉄道技術発達史 第4篇』 p.190-191。当時の線路等級ごとの軌道延長は以下の通り。

線路種別・本線軌道延長の構成（1945年度末）『機関車の系譜図 4』 p.627上段：延長、下段：構成率種別特甲線甲線乙線丙線簡易線計構成1267 km5.7 %3710 km16.6 %6788 km30.4 %8518 km38.2 %2041 km9.1 %22326 km100.0 %

改造後しばらくは動輪上重量をほとんど軽減せずにD52形と共通運用されていたが、1958年から1959年にかけて動輪の軸重を軽減して乙線に入線可能にするとともに、シリンダー直径を550 mmから530 mmに縮小してシリンダー牽引力をD51形とほぼ同等に変更しており、低速域ではD51形と、高速域ではD52形と同等の性能となった。しかし、幹線の電化が当初の計画通りには進展せず、輸送情況も変化したため、当分の間はD52形が必要とされることとなってD62形への改造は20両で終了し、D52形のまま標準設計に復元する装備改造の実施に移行することとなった『鉄道技術発達史 第4篇』 p.188-189。

改造前後の機番対称は以下の通り。
D52形→D62形改造およびD62形軸重軽減改造一覧『機関車表』 p.2148-2180形式車軸配置変更改造軸重軽減改造改造後番号改造前番号改造所竣工日改造所出場日D62形D62 1D52 368浜松工場1950年3月1日郡山工場1959年11月6日D62 2D52 4483月7日10月27日D62 3D52 4013月13日9月15日D62 4D52 4503月22日11月23日D62 5D52 4493月30日9月2日D62 6D52 428月24日11月26日D62 7D52 3449月1日10月1日D62 8D52 3369月18日鷹取工場1958年12月13日D62 9D52 9410月5日郡山工場1959年9月3日D62 10D52 13210月24日12月2日D62 11D52 33711月6日11月8日D62 12D52 39711月20日11月26日D62 13D52 21112月7日10月31日D62 14D52 33412月19日9月27日D62 15D52 3771951年1月9日9月15日D62 16D52 3381月19日10月21日D62 17D52 3432月5日11月29日D62 18D52 3602月15日10月5日D62 19D52 3393月5日12月25日D62 20D52 4623月19日9月9日

 装備改造 
1947、48年度予算による「戦時設計機関車装備改造」や1948年度以降のC62形化改造、1950年度のD62形化改造に引続き、D62形・C62形へ改造した70両と状態不良等で廃車となった55両を除いた160両のうち148両に対し、1951年度から「D52形装備改造」の名称で改造工事を実施している『鉄道技術発達史 第4篇』 p.154。装備改造はD62形の整備内容に準じたもので、浜松工場、鷹取工場ならびに広島工場で実施された。この装備改造によって全面的に標準設計に復元されるとともに、保守取扱も容易な日本最強の貨物用機関車となっている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.188-189。装備改造の主な内容は以下の通り『国鉄蒸気機関車史』 p.156であるが、一方で戦時設計でも長期使用に耐えると判断された炭水車の台車や鋳鉄製車輪、主連棒のビッグエンドの丸ブッシュなどは引続きそのまま使用されたほか、この装備改造により、機関車本体の重心高は1660 mmから1668 mmになっている。
 自動給炭機の装備。
 ブラストノズルへの吐出加減装置の装備。
 炭水車の車端耐荷重に対する強度増大。
 給水加熱器の位置変更。
 炭庫の本設計復元。
 蒸気溜・砂箱カバーの本設計復元。
 木部の鋼製化など代用材料の本設計復元。

一方、装備改造から外れた13両 (D52 12, 96, 126, 131, 146, 216, 222, 340, 417-419, 456, 460号機) は、給水加熱器の移設と除煙板や歩み板、石炭庫側板などの木製部を鋼板製への交換程度の改造のみで、自動給炭機も装備しておらず、角型のドームを残すなど戦時型の形態を残した通称準装備改造となっており、その多くは瀬野機関区に配置されて瀬野八の後部補機運用に使用された。また、1950年から数次に渡って順次改造を実施して装備改造機相当となったD52 335号機のような事例『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.66や、給水加熱器の位置変更のみ先行して実施されたD52 13号機のような事例『形式別 国鉄の蒸気機関車IV』 p.504も見られるほか、瀬野機関区で補機専用として運用されるため、装備改造実施済みながら自動給炭機を装備しないD52 100号機のような事例もあった。

自動給炭機は南満洲鉄道では1921年の試用の後、ミカニ型以降の大型機に搭載され、日本においては1948年5月に発動機製造製のHT形のもの3台が製造されてC62 2-3号機に搭載されたのが最初となっており、以降は給炭機部分を発動機製造、機関部を汽車製造を担当した本省基本形がC61形、C62形に搭載されている『機関車の系譜図 4』 p.621。本形式ではC62形と異なり機関部が機関車側ではなく炭水車側に搭載されている『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.53ほか、搭載に際しては、給炭用コンベアを避けるために運転室床板の中央部を205 mm嵩上げして中央部が1段低い2段であった床面がほぼ平面となり、これに伴い乗降口のクリアランス確保のために運転室屋根後部を切上げて幅も若干狭くなっているほか、床面を一部切取ったため後台枠から運転室への支持材が追加されており、また、機関車本体と炭水車間が100 mm延長されて機関車全長が21105 mmとなっている『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.98。

ボイラー台内部に設置された本形式の給水加熱器は場所的に保守点検が困難であったため、D51形と同様に煙室上部煙突前部に移設されて『鉄道技術発達史 第4篇』 p.447-451煙突が50 mm後方へ移設されており『形式別 国鉄の蒸気機関車IV』 p.503、あわせて燃焼室とシリンダーの間に排気つなぎ管が追加されている。また、ブラストノズルへの吐出加減装置は1950年にボイラーの燃焼機構の改良策として試験されたもので、C61形から搭載されたものであり『鉄道技術発達史 第5篇』 p.225、自動給炭機により粉砕された粉炭による火床詰まりに起因する通風不良への対応としてC61, 62形およびD52, D62形に装備されている『D52物語』 p.82。この装置は吐出管内中央部に設置した、先端が水滴形の加減棒を上下に動かすことで吐出口径を加減するものとなっており『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.28, 33『D52物語』 p.41、C61形、C62形では煙室横部のレバーで加減棒を操作するものであったが、本形式およびD62形のものは運転室内助士席側に設置されたハンドルで操作が可能なものとなっている『D52物語』 p.40。動力火格子装置はD62形で好成績であった、蒸気分配弁を回転滑り弁からピストンバルブに変更し、揺シリンダー径を140 mmとしたものとしており『鉄道技術発達史 第4篇』 p.346、火格子は自動給炭機を装備したことから、構造の簡易化のため前後左右の4分割からC62形やD62形と同じ左右2分割のものに変更されている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.320。

炭水車は前後の台枠鋳物を撤去して全長に渡る鋼材組立式の台枠に置換えて車端耐荷重に対する強度を増大しており、水タンクの一部を仕切って自動給炭機を搭載して前部にその機関部を設置したほか、炭庫の鋼製化を実施して形式が10-22AS形となっているが、装備改装前に炭庫の鋼製化を実施していたものの中には炭庫側面の高さが高く、後部だけでなく前端部にも欠き取りがある機体がある『D52物語』 p.77。一方でベッテンドルフ式の炭水車台車はタイヤ摩耗時の高さ調整作業が難しく、改造方の要望があったものの改造が困難であり『鉄道技術発達史 第4篇』 p.447-451、長期使用に耐えるとされたため引続きそのまま使用されているが、枕ばねの重ね板ばねが3組並列のものは2組並列のものに改造されている。

本形式の丸ブッシュ式の主連棒ビッグエンドは戦後には調整式の角ブッシュ式への改造の要望があり、本形式からD62形への改造の際には角ブッシュ式に改造されて主動輪のバランスウェイトに鉛を充填しているが、本形式の装備改造に際しては丸ブッシュ式のままとされている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.450-451。これは当時、1950年から実施された本形式での主連棒のビッグエンドに浮動ブッシュを試用する試験において良質のグリースを使用した場合には良好な結果が得られており『鉄道技術発達史 第5篇』 p.251、将来浮動ブッシュ式に改造する際には丸ブッシュ式からの方が改造が容易であったことと、主連棒ビッグエンドには在来の割ブッシュから一体ブッシュが使用されるようになっており、この一体ブッシュは摩耗時にはホワイトメタルを盛替えるものであるため、角ブッシュ式におけるクサビ調整が不要になったため、丸ブッシュ式のままでよくなったことによるものである。

施工年度・実施工場ごとの番号は下表のとおり。
D52形装備改造一覧（一部推測を含む、()内は準装備改造）年度改造所合計浜松工場鷹取工場広島工場大宮工場不明番号両数1950年度D52 234335(D52 12)D52 234, 335(D52 12)2+(1)両1951年度D52 43, 54-58, 68115, 122201, 203-204, 213-214, 217-219, 223, 228342, 348, 361-363, 379, 383404-406, 408, 415-416, 459D52 144, 148-149224365, 372-373D52 135(D52 418)D52 142225D52 43, 54-58, 68115, 122, 135, 142, 144, 148-149201, 203-204, 213-214, 217-219, 223-225, 228342, 348, 361-363, 365, 372-373, 379, 383404-406, 408, 415-416, 459(D52 418)43+(1)両1952年度D52 1, 14, 44-45, 48, 50, 53, 60-61, 71, 81117, 125, 128, 130, 136-137, 139, 199229, 232, 235-236376, 378, 382, 384, 393, 398400, 403, 414, 420-421, 444, 452-453、457, 463, 466-468D52 24109, 138D52 143(D52 96, 222)(D52 417, 419)D52 200, 210(D52 126, 146216340456, 460)D52 1, 14, 24, 44-45, 48, 50, 53, 60-61, 71, 81109, 117, 125, 128, 130, 136-139, 143, 199-200210, 229, 232, 235-236376, 378, 382, 384, 393, 398400, 403, 414, 420-421, 444, 452-453、457, 463, 466-468(D52 96, 126, 146, 216, 222, 340, 417, 419, 456, 460)48+(10)両1953年度D52 3, 4, 6, 10-11, 15, 28-29, 3362, 70, 75-76, 86、92, 98-101105, 124, 140341, 354, D52 32102, 108, 134, 198369(D52 131)D52 3, 4, 6, 10-11, 15, 28-29, 32-3362, 70, 75-76, 86, 92, 98-102105, 108, 124, 134, 140, 198341, 354, 369(D52 131)31+(1)両1954年度D52 13, 31, 41, 79118, 123, 129, 133333, 370, 396402, 422-423, D52 13, 31, 41, 79118, 123, 129, 133333, 370, 396402, 422-423, 14両1955年度D52 2, 52, 72237D52 89D52 2, 52, 72, 89, 2375両1956年度D52 454D52 4541両不明D52 202355455D52 2023554553両計両数121+(1)両16両2+(3)両(3)両8+(6)両D52 1-4, 6, 10-11, 13-15, 24, 28-29, 31-33, 41, 43-45, 4850, 52-58, 60-62, 68, 70-72, 75-76, 79, 81, 86, 89, 92, 98-102105, 108-109, 115, 117-118, 122-125128-130, 133-140, 142-144, 148-149, 198-204210, 213-214, 217-219, 223-225, 228-229, 232, 234-237333, 335, 341-342, 348, 354-355, 361-363, 365369-370, 372-373, 376, 378-379, 382-384, 393, 396, 398400, 402-406, 408, 414-416, 420-423, 444452-455、457, 459, 463, 466-468(D52 12, 96, 126, 131, 146, 216, 222, 340, 417-419, 456, 460)147+(13)両番号D52 1-4, 6, 10-11, 13-15, 28-29, 31, 33, 41, 43-45, 4850, 52-58, 60-62, 68, 70-72, 75-76, 79, 81, 86, 92, 98-101105, 115, 117-118, 122-123, 124-125128-129, 130, 133, 136-137, 139-140, 199201, 203-204, 213-214, 217-219, 223, 228-229, 232, 234-237333, 335, 341-342, 348, 354, 361-363370, 376, 378, 379, 382-384, 393, 396, 398400, 402-406, 408, 414-416, 420-423, 444452-454, 457, 459, 463, 466-468(D52 12)D52 24, 32102, 108-109, 134138, 144, 148-149, 198224365, 369, 372-373D52 135, 143(D52 96, 222, 418)(D52 131417, 419)D52 89142200, 210, 225(D52 126, 146216 340456, 460)

 その他の改造 
装備改造機は当初の設計どおりの性能を発揮できるようになり、ボイラーは戦時中製造のものを検査・修繕を実施しながら引続き使用していたが、1954年にD52 365号機のボイラーの火室左肩部が破裂する事故が発生し、1948年にはD51 1140号機でもボイラー破裂事故が発生していた『国鉄蒸気機関車史』 p.124ことから、本形式やD51形、D62形・C62形を中心に、戦中戦後に製造された蒸気機関車のボイラー再検査を実施し、翌1955年から新造ボイラーへの交換が行われ川上幸義『私の蒸気機関車史 下巻』 pp.365 - 366、甲缶に準じたボイラーが搭載されている『D52物語』 p.35。

施工年度・実施工場ごとの番号は下表のとおり。
D52形ボイラー交換一覧年度改造所合計浜松工場鷹取工場広島工場小倉工場苗穂工場番号両数1955年度D52 105, 138210384D52 6D52 6105, 1382103845両1956年度D52 335-336D52 32, 42134334D52 44, 53133, 135, 143219, 228342, 348463, 466D52 32, 42, 44, 53133-135, 143219, 228334-336 342, 348463, 46617両1957年度D52 55132, 136223, 235368, 383, 393401, 423, 449-450D52 24, 61, 86109, 128333420D52 79396D52 24, 55, 61, 79, 86109, 128, 132, 136223, 235333, 368, 383, 393, 396401, 420, 423, 449-45021両1958年度D52 70, 72142403D52 29, 54102, 148204337, 360, 397448D52 1, 50, 75-76, 99124406, 408, 453D52 415D52 1, 29, 50, 54, 70, 72, 75-76, 99102, 124, 148204337, 360, 397406, 408, 448, 45323両1959年度D52 404D52 4041両1964年度D52 140D52 1401両計両数6両30両28両3両1両D52 1, 6, 24, 29, 32, 42, 44, 50, 53-55, 61, 70, 72, 75-76, 79, 86, 99102, 105, 109, 124, 128, 132-136, 138, 140, 143, 148204, 210, 219, 223, 228, 235333-337, 342, 348, 360, 368, 383-384. 393, 396-397401, 404, 406, 408, 420, 423, 448-450, 453, 463, 46668両番号D52 70, 72142335-336403D52 29, 32, 42, 54-55102, 105, 132, 134, 136, 138, 148204, 210, 223, 235334, 337, 360, 368, 383-384, 393, 397401, 404, 423, 448-450D52 1, 6, 24, 44, 50, 53, 61, 75-76, 86, 99109, 124, 128, 133, 135, 143219, 228333, 342, 348406, 408, 420, 453, 463, 466D52 79396415D52 140

電化まで九州で使用されていた6両のうちD52 333号機は本形式で唯一小倉工場式切取除煙板を装備した機体であるが、改造当初は除煙板下縁部が歩み板に接する形状であった『D52物語』 p.46。一方、残る5両（D52 79, 379, 396, 415, 451号機）は除煙板の前半部下部を斜めに切除した形態となっており、これは前部デッキに添乗する誘導員の足場確保を目的としたものと推測されている『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.39。また、岡山機関区や糸崎機関区に配置された機体（D52 28, 32, 89, 102, 203, 354, 418『機関車表』 p.2145, 466『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.76号機など）や五稜郭機関区に配置されたD52 204号機といった除煙板の前端を短く切除した機体も、同様に誘導員の足場確保を目的としたものと推測されている

1960年以降に北海道に配置された機体のうち13両『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.40は苗穂工場で耐寒仕様機への改造を実施しており、その主な内容は以下の通りであるが、機体によって詳細は異なる『D52物語』 p.127。
運転室正面窓への旋回窓の設置、窓横部へのツララ除けの設置
運転室側面窓へのバタフライスクリーンの設置
運転室後部への防寒カーテンの設置
配管類への防寒カバーの設置
凍結防止のため、清缶剤投入装置の撤去
炭水車の水タンク保温のため、空気圧縮器の排気を炭水車へ導く配管を設置
速度計の速度検出軸を従輪から第4動輪へ変更。

さらにD52 56, 136, 201, 235号機の4両は運転室を密閉式運転室に改造している『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.64。密閉式運転室への改造に当たっては運転室背面に妻板を、側面に乗降扉を設置しているほか、炭水車前部端面を平面から3面折妻として『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.17曲線通過時の運転室との接触を回避している。また、本形式の運転室は幅がC62形やD51形などの2800 mmより広い2900 mmであるため、扉の把手や手摺が車両限界（2950 mm）を超えないよう乗降扉を側面から47 mm奥まった位置に設置している『D52物語』 p.131。

吹田第一機関区に配置されて東海道本線の東山トンネルおよび逢坂山トンネルを通過する運用に使用される本形式の計34両にはD62形13両とともに鷹取式集煙装置が装備されている『鉄道車輌ガイド Vol.4 D52・D62』 p.38。1953年にまず吹田機関区でD52 142号機に試作型のものが、次に1954年に鷹取式の試作型のものがD52 229号機にそれぞれ装備され、試作型の開閉機構は電車用の戸閉機械を転用したものであった『D52物語』 p.70。その後1955年から装備された鷹取式の集煙装置は多度津式のものから発展した空気作動式で、本形式とD62形のほか、D51形、D60形、C57形、C58形に装備されており『機関車の系譜図 4』 p.593、開閉機構には多度津工場製の専用のものが装備されている。

国府津機関区および沼津機関区に配置されて御殿場線で運用されていた機体は転車台のない途中駅折返しの列車をバック運転で運行するため、通常は第1 - 3動輪の前方に設置されていた砂撒管がバック運転時にも対応できるよう第2  - 3動輪の前方と第3動輪の後方に設置されるように改造されていた。

瀬野機関区に配置されて山陽本線の瀬野 - 八本松で補助機関車として運用されていた機体は、1951年以降八本松駅を通過する列車は後補機の走行開放を行うこととなったため『D52物語』 p.92、前部端梁にドレン弁作用シリンダーを転用した連結器の解放テコ作用シリンダーを設置して遠隔操作を可能としてい。この連結器自動解放装置は瀬野機関区が開発したもので、運転室内のコック操作によって圧縮空気により解放テコを押し上げるとともに、シリンダの動作状態を運転室の解錠指示器で表示する仕組みとなっている『D52物語』 p.93。

広島工場では運転室特別整備として、運転室内の採光改善のための側面窓の拡大改造をD52 45, 125, 135, 348, 444, 467号機の6両に実施をしている『D52物語』 p.78。改造内容はC59形などに実施されたものと同様のもので、側面前方に縦長の固定窓を、その後方に原型のものより若干幅が狭く天地寸法の大きい開閉窓を設置したもので、開閉窓は2枚引窓で固定窓部裏側に引込まれる構造となっている。

 主要諸元 
D52形主要諸元一覧形式D52形（参考）D62形種別原形装備改造重量型ボイラー区分ボイラー甲・乙（燃焼室甲）ボイラー丙（燃焼室乙）ボイラー甲・乙（燃焼室甲）ボイラー丙（燃焼室乙）ボイラー甲・乙（燃焼室甲）ボイラー丙（燃焼室乙）寸法軌間1067 mm全長21005 mm21105 mm全高3982 mm固定軸距4650 mm動輪径1400 mm先輪径860 mm従輪径860 mm走行装置軸配置1D11D2シリンダ数単式2気筒弁装置ワルシャート式シリンダ（径×行程）550 mm × 660 mm先台車形式LT128従台車形式 LT157A/LT157BLT254ボイラーボイラー中心高2550 mmボイラー内径（第2缶胴）1846 mmボイラー圧力1.57 MPaボイラー水容量9.6 m39.5 m39.6 m39.5 m39.6 m39.5 m3大煙管（径×長×本数）140 mm × 5500 mm × 35本小煙管（径×長×本数）57 mm × 5500 mm × 94本火格子面積3.85 m2過熱伝熱面積77.4 m2全蒸発伝熱面積167.5 m2167.1 m2167.5 m2167.1 m2167.5 m2167.1 m2煙管蒸発伝熱面積147.4 m2火室伝熱面積17.9 m217.5 m217.9 m217.5 m217.9 m217.5 m2アーチ管伝熱面積2.2 m2煙管伝熱面積147.7 m2全伝熱面積224.9 m2224.5 m2224.9 m2224.5 m2224.9 m2224.5 m2運転整備重量機関車重量84.50 t84.30 t85.13 t87.74 t動輪上重量64.75 t64.60 t66.29 t64.33 t炭水車重量54.10 t51.76 t総重量138.60 t138.40t136.89 t139.50 t軸重先輪7.35 t7.30 t7.15 t9.31 t第1動輪16.16 t16.02 t15.70 t16.04 t第2動輪16.28 t16.28 t16.63 t16.15 t第3動輪16.24 t16.24 t16.56 t16.22 t第4動輪16.07 t16.06 t16.40 t15.92 t従輪12.40 t12.40 t12.69 t各8.05 t炭水車第1輪12.30 t12.04 t炭水車第2輪12.30 t12.04 t炭水車第3輪14.75 t13.84 t炭水車第4輪14.75 t13.84 t空車重量機関車重量73.90 t73.75 t74.42 t77.03ｔ動輪上重量56.43 t56.32 t56.95 t56.46 t炭水車重量17.10 t19.74 t総重量91.00 t90.85 t94.16 t94.16 t軸重先輪7.21 t7.17 t6.84 t6.84 t第1動輪15.78 t15.70 t14.99 t14.99 t第2動輪13.54 t13.53 t13.99 t13.99 t第3動輪13.79 t13.78 t14.21 t14.21 t第4動輪13.32 t13.31 t13.76 t13.76 t従輪10.26 t10.26 t10.63 t10.63 t炭水車第1輪4.21 t5.47 t炭水車第2輪4.21 t5.47 t炭水車第3輪4.34 t4.40 t炭水車第4輪4.34 t4.40 t炭水車炭水車形式12-25形10-22AS形石炭搭載量12.0 t10.0 t水槽容量25.0 m322.0 m3制動装置ET6自動空気ブレーキ最高運転速度85 km/hシリンダ引張力190.1 kN粘着引張力158.7 kN158.3 kN162.4 kN157.6 kN

 運用 
 戦時中の運用 
本形式はまず東海道・山陽本線（沼津 - 下関間）沿線の機関区へ重点的に配置され、続いて函館・室蘭本線（函館 - 倶知安間および長万部 - 岩見沢間）での運用目的から北海道に配置されたほか、品鶴線・山手貨物線・東北貨物線（新鶴見操車場 - 大宮操車場間）用として関東地方にも投入された今村潔「D52・D62形機関車の車歴しらべ」『鉄道ピクトリアル』 1962年10月号 (No.137)  pp.27 - 29。

本形式の牽引定数は、1944年に行われたD52 1号機の性能試験の結果に基づいて一般貨物列車が19 km/hで1100 t、石炭列車が17 km/hで1200 t運転に設定され、東海道・山陽本線においても10 ‰勾配で1100 t、石炭列車は1200 tの列車を牽引するようになったが、大戦末期から終戦前後にかけての車両・線路の保守状況や炭質の低下のため列車の運行が乱れたため『鉄道技術発達史 第5篇』 p.117-118、運用上はD51形と同じ1牽引トン数（一般貨物列車で1000 t）に変更され『機関車の系譜図 4』 p.601、終戦直後の1945年10月には牽引定数が見直されて10 ‰勾配における牽引トン数が本形式・D51形ともに900 tに変更されている。この結果、この時期1200 t列車を牽引していたのはEF12形電気機関車のみであった。

なお、本形式の重要な用途でもある戦時輸送における石炭輸送列車用として、1943年から1946年にかけて戦時設計の30 t積、3軸無蓋車であるトキ900形が8209両製造されている。このトキ900形は当時製造されていた17t 積無蓋車のトラ6000形と全長は同じ9550 mmであるが、石炭等の積載荷重を30 tとするため、側面は高さ856 mmのあおり戸の上部に高さ638 mmの側板を追加した高さ1500 mmのものとし、妻板は最大高を1800 mm(トラ6000形はそれぞれ800mm、1100mm)とし『鉄道技術発達史 第4篇』 p.1040、軸重を建設規定内に収めるため3軸としている『鉄道技術発達史 第4篇』 p.1026-27。線路有効長460 m、機関車の牽引トン数1000 tの場合、トキ900形と35 t積2軸ボギー貨車の石炭列車の比較において、機関車1両の場合の積載量はトキ900形の列車で720 t（貨車24両）、2軸ボギー貨車の列車で665 t（貨車19両）、機関車を重連とした場合はトキ900形の列車で1220 t（貨車38両）、2軸ボギー貨車の場合で1330 t（貨車41両）となっており、製造時の所要資材量、工数ともに2軸ボギー車より大幅に少ないものとなっていた。

本形式が全機出揃った1946年3月末時点の配置は以下のとおりであるが、戦災や事故等により未稼働もしくは現車が存在しない機体も含まれる。

D52形配置一覧（1946年3月末）鉄道局機関区番号両数札幌鉄道局長万部機関区D52 21, 31, 46-52, 94-97, 111-113, 146, 151-152, 205-208, 220-222, 345-34830両285両東京鉄道局大宮機関区D52 26, 131, 380-381, 402, 417-4198両40両新鶴見機関区D52 28, 70, 72, 78, 130, 235, 420-42310両国府津機関区D52 2-3, 4, 5, 7, 8, 62, 234, 379, 382-38412両沼津機関区D52 59-60, 61, 236-238, 465, 466-46810両名古屋鉄道局静岡機関区D52 204, 215, 217, 360, 403, 409-4118両73両浜松機関区D52 53-58, 114-115, 211-214, 216, 218-219, 361-36318両稲沢機関区D52 1, 9-14, 41-43, 99, 133-137, 139-140, 201-203, 336-338, 375-378, 414-415, 46231両米原機関区D52 15, 44-45, 209, 210, 333-335, 339, 343-344, 404-405, 412-413, 41616両大阪鉄道局梅小路機関区D52 354, 356-359, 364-366, 3689両80両吹田機関区D52 32-33, 102-109, 198-199, 223-233, 340-342, 353, 355, 406-40730両鷹取機関区D52 89, 110, 138, 200, 393-395, 4088両姫路機関区D52 22-24, 29-30, 73, 74, 80-82, 83, 84-87, 90, 91, 92-93, 141-142, 147-149, 351-352, 367, 369-37433両広島鉄道局岡山機関区D52 117, 119-121, 150, 445-447, 4619両62両糸崎機関区D52 122, 144-145, 451-453, 4607両広島第一機関区瀬野支区D52 123, 444, 449, 4594両広島第一機関区D52 79, 98, 100, 116, 118, 124, 129, 396, 448, 450, 463-46412両岩国機関区D52 401, 443, 4583両小郡機関区D52 75-77, 101, 125-127, 132, 143, 349-350, 397-400, 454-45719両下関機関区D52 6, 25, 27, 68-69, 71, 88, 1288両

 戦後の運用 
東海道・山陽本線では状態不良から本形式はD51形とほぼ同一性能として運用されていたが、1949年5月の東海道線の浜松までの電化に合わせて原設計への復元整備を実施した本形式を名古屋鉄道局管内に集中配備し、D51形が950 tを牽引する区間で本形式が1100 tを牽引した『鉄道技術発達史 第5篇』 p.123。また、同年6月の夏季牽引定数制定の際に本形式にこれを適用して東海道本線浜松 - 稲沢操車場間の牽引トン数を1100 tから1200 tとし、EF12形・EF13形・EF15形による浜松以東の1200 t牽引と合わせて新鶴見操車場 - 稲沢操車場間で1200 t列車を運転し、同年末には新鶴操車場行として吹田操車場から4本、稲沢操車場から1本、浜松から2本、静岡から2本の計8本の上り列車を1200 tとした。その後1952年11月時点の東海道・山陽本線における貨物列車の牽引機および牽引トン数は以下の通り。

東海道・山陽本線貨物列車牽引トン数（1952年11月）区間（勾配）新鶴見操車場 - 稲沢操車場　稲沢操車場 - 米原駅（10 ‰）米原駅 - 膳所駅（10 ‰）膳所駅 - 梅小路駅（10 ‰）梅小路駅 - 吹田操車場　吹田操車場 - 姫路操車場　姫路操車場 - 八本松駅（10 ‰）八本松駅 - 瀬野駅（22.5 ‰）瀬野駅 - 幡生操車場（10 ‰）幡生操車場 - 門司操車場（25‰）下りEF13形・EF15形1200 tD52形1100 tD52形1250 tD52形1200 tEF10形 × 2両1200 t上りD52形1200 tD52形 + D51形1200 tD52形1350 tD52形1300 tD52形1200 tD52形 × 3両1200 tD52形1200 t

また、本形式の牽引トン数の推移は以下の通り。

D52形牽引トン数推移『鉄道技術発達史 第5篇』 p.115上段：牽引トン数、下段：均衡速度年通貨甲A通貨丙C通貨戌A通炭丙C備考10パーミル25パーミル10パーミル25パーミル25パーミル10パーミル25パーミル1943年750 t31 km/h330 t25 km/h1100 t19 km/h450 t19 km/h - 1200 t17 km/h - 1945年 - 900 t25 km/h350 t24 km/h - 炭質低下のため牽引トン数削減1946年950 t25 km/h1950年1200 t17 km/h - 400 t20 km/hD52形、D62形（軸重軽減改造未実施）共通

その後、関ヶ原や船坂峠といった10 ‰勾配の連続する区間も含む東海道・山陽本線全線での1200 t貨物列車運転に使用された一方で、ワキ1形やワキ1000形などで編成された急行貨物列車も牽引している今村潔「マンモス機D52・D62」『蒸気機関車』 1978年3月号 (No.54)  pp.75 - 76西村勇夫「名古屋を中心とする戦後蒸機ものがたり その2」交友社『鉄道ファン』 1990年3月号 (No.347)  pp.84 - 87。東海道本線は1949年に浜松間が電化され、以降1953年に稲沢まで、1955年に米原、1956年に京都までが電化されて東京 - 神戸間が電化され、一方、山陽本線は1958年に西明石 - 姫路間が電化され、以降1959年に上郡まで、1960年に倉敷、1961年に三原、1962年に横川までと順次電化区間が延伸され、1964年7月25日の横川 - 小郡間の電化により全線電化されて本形式の運用区間も順次短縮されていったが、柳井機関区と小郡機関区に配置された本形式の一部は1966年6月まで使用されていた。

山陽本線の瀬野 - 八本松間の通称「瀬野八」（10.6 km）は特に上り線で22.6 ‰の勾配が連続する難所で補助機関車を使用して運転されていた。補機には1931年からD50形が『機関車表』 p.1895-1956、1935-36年からはC52形が『機関車表』 p.1641-1642使用され、さらに1941年からはD51形が『D52物語』 p.92使用されたが、1945-46年に本形式が瀬野支区に配置されて使用されている。本形式は同区間を通る上り旅客列車と軽量の貨物列車には単機、重量貨物列車には重連で使用されており、特急列車では広島から補機が連結され、その後部にはテールマークが設置されていた。その後1962年5月12日にこの区間を含む山陽本線の三原 - 広島間が電化がされて翌1963年からはEF59形が使用されるようになったが、本形式の補機は1964年6月まで使用されていた『全国蒸気機関車配置表』 p.339。

大宮機関区と新鶴見機関区に配置された機体は1946年から1954年まで東北貨物線、赤羽線、山手貨物線、品鶴線で使用されており、大宮 - 赤羽 - 大崎 - 新鶴見間でD51形とともに貨物列車を牽引している『D52物語』 p.106。

御殿場線では国府津機関区と沼津機関区に配置された機体が1945年から使用され、沼津機関区の機体は同線用の機体が国府津機関区に集約される1961年まで、国府津機関区の機体は1968年まで使用され『D52物語』 p.111、貨物列車のほか旅客列車も本形式が牽引していた。なお、1969年4月23日の東海道本線の土砂崩れや1965年6月20日の早川橋梁架替工事の際には本形式による御殿場線への迂回運転が実施されており『全国蒸気機関車配置表』 p.325-326、本形式が特急・急行列車の牽引にも使用されている『D52物語』 p.110。

岩徳線でも旅客列車や貨物列車を牽引している今村潔「D52・D62形機関車の車歴しらべ」『鉄道ピクトリアル』 1962年10月号 (No.137)  p.28。

吹田機関区に配置された機体は1958年頃から梅田貨物線や城東貨物線でも運用されるようになり、梅田貨物線では新幹線開業の頃まで、城東貨物線では1969年まで貨物列車を牽引しており、最終的にはD52 28, 142号機の2両が使用されていた『D52物語』 p.108。

鹿児島本線では東海道本線の電化により余剰となった機体が1955年11月に6両、1956年7-8月に1955年に配置となった機体と入替わりで3両が門司 - 鳥栖間の貨物列車牽引用として門司機関区の配置となったが『D52物語』 p.104、1961年の門司 - 久留米間電化により全車が休車となり、廃車となった1両を除き翌年までに本州へ転属した谷口良忠・奈良先博保「九州線のD52」『蒸気機関車』 1978年3月号 (No.54)  pp.16 - 17。

戦時中に函館・室蘭本線用として長万部機関区に配属されていた本形式は全機が1950年にかけて本州へ転属もしくは廃車となったが、1960年に函館・室蘭本線の函館 - 東室蘭・鷲別間の重貨物列車牽引用として五稜郭機関区に本形式が改めて配置されている『全国蒸気機関車配置表』 p.337。この時に配置となった機体は山陽本線の電化に伴い余剰となった姫路第一機関区所属の8両 (D52 56, 136, 138, 202, 204, 235, 404, 468号機)と岡山機関区所属の5両 (D52 140, 201, 217, 400, 414号機)の計13両フォト海道（道新写真データベース） 【写真説明】鷲別機関区に着いた D52型機関車 掲載 1960/11/02であり、また、1964年に糸崎機関区からの3両（D52 89, 418, 422号機）が配置となったが翌1965年に廃車となり、1968年に吹田第一機関区から2両（D52 28, 142号機）が配属となったが、同年中に他の3両（D52 201, 217, 400号機）とともに廃車となった。残る10両のうち1972年12月に4両（D52 56, 138, 204, 404号機）、翌1973年に4両（D52 136, 140, 235, 414号機）が廃車となったほか、1973年に門司機関区に展示用として貸出されたD52 202号機が1975年に、梅小路蒸気機関車館に保存されるために1972年9月に梅小路機関区に移動していたD52 468号機が1979年に廃車となっている。

参考として、1962年6月1日時点の配置表は以下の通り（総数154両）。
D52形配置一覧（1962年6月1日）鉄道管理局機関区番号両数青函船舶鉄道管理局五稜郭機関区D52 56, 136, 138, 140, 201-202, 204, 217, 235, 400, 404, 414, 46813両154両東京鉄道管理局国府津機関区D52 62, 70, 72, 236, 335, 403, 4607両大阪鉄道管理局吹田第一機関区D52 142, 148, 200, 203, 229, 232, 340, 355, 382, 405, 46611両12両鷹取機関区D52 2161両岡山鉄道管理局岡山機関区D52 15, 32, 55, 102, 105, 117, 134, 210, 218, 223, 354, 383, 384, 42414両22両糸崎機関区D52 10, 13, 28, 89, 418, 421-422, 4528両広島鉄道管理局瀬野機関区D52 12, 48, 101, 118, 123, 126, 128, 129, 131, 133, 146, 398, 417, 46314両94両広島第一機関区D52 11, 14, 45, 50, 52-53, 71, 75, 76, 92, 98-100, 122, 124, 130, 135, 139, 143, 144, 149, 213, 228, 341-342, 348, 356, 373, 376, 378, 406, 408, 41633両柳井機関区D52 2, 29, 54, 58, 68, 108, 214, 234, 237, 369, 370, 372, 402, 453, 457, 46716両小郡機関区D52 1, 3, 6, 24, 31, 33, 41, 43, 57, 60, 61, 81, 86, 109, 115, 125, 137, 198, 199, 219, 224, 225, 361, 362, 363, 393, 420, 444, 454, 456, 45931両門司鉄道管理局門司機関区D52 79, 333, 379, 396, 415, 4516両

また、年代ごとの配置両数の変遷は以下の通り
D52形配置変遷（1946年 - 1972年）鉄道局（1950年まで）鉄道管理局（1950年以降）機関区時期1944年1月1日『全国蒸気機関車配置表』 p.61-791946年3月31日1949年１-7月『全国蒸気機関車配置表』 p.89-1101955年2月1日『全国蒸気機関車配置表』 p.119-1731959年4月1日『全国蒸気機関車配置表』 p.183-2371965年4月1969年3月31日『全国蒸気機関車配置表』 p.247-3051972年3月31日札幌鉄道局青函船舶鉄道管理局長万部機関区30両14両五稜郭機関区13両15両10両東京鉄道局東京鉄道管理局高崎第二機関区3両大宮機関区8両7両1両新鶴見機関区10両9両国府津機関区12両6両6両7両6両静岡鉄道管理局沼津機関区10両6両8両3両名古屋鉄道局静岡機関区8両3両浜松機関区1両18両23両名古屋管理鉄道局稲沢機関区→稲沢第一機関区31両25両10両米原機関区16両16両13両大阪鉄道局大阪鉄道管理局梅小路機関区9両2両吹田機関区→吹田第一機関区3両30両18両34両7両11両鷹取機関区8両8両姫路機関区→姫路第一機関区33両11両16両15両広島鉄道局岡山鉄道管理局岡山機関区9両4両13両29両糸崎機関区7両4両11両13両広島鉄道管理局広島第一機関区→広島機関区12両2両19両24両15両広島第一機関区瀬野支区→瀬野機関区4両14両13両14両岩国機関区3両2両柳井機関区2両10両18両小郡機関区19両3両17両32両37両下関機関区8両7両門司鉄道局門司鉄道管理局門司機関区6両計4両285両189両161両160両100両15両10両

 保存機 
京都市の京都鉄道博物館ほか各地で6両が静態保存されている。本形式の使用線区の一つだった、御殿場線沿線の神奈川・静岡両県での保存が多い。
D52形静態保存機一覧画像番号所在地備考150pxD52 1広島県広島市東区日本貨物鉄道（JR貨物）広島車両所準鉄道記念物。1943年度、国鉄浜松工機部製。2025年以降解体予定。150pxD52 235神奈川県相模原市中央区鹿沼台2丁目15-1鹿沼公園函館本線で使用されていたもので、運転室の前面窓が旋回窓となっている。「相模原D52保存会」が整備・維持活動を行っている。なお、一部の部品からD52 138の刻印が発見されている138号機の証 - 相模原D52保存会、2010年4月2日ほか、D52 235号機は1961年9月に密閉式運転室に改造されている『機関車表』 p.2167が、D52 138号機や保存されている現車は通常の運転室となっており、先輪ばねカバー上デッキの支柱やボイラー横の砂撒き管、逆転棒カバーの形状も138号機のものと同様のものとなっている『D52物語』 p.168。1945年度、川崎車輛製（D52 235号機）もしくは1944年度、汽車製造製（D52 138号機であった場合）。150pxD52 403神奈川県平塚市浅間町10-22平塚市文化公園D52 403号機関車 - 平塚市博物館御殿場線で電化まで使用された。屋根付きで保存されているが、離れた場所から見学可能。隣接する平塚市博物館の受付で申出ればより近い場所からの見学も可能Ｄ５２型機関車の見学について - 平塚市博物館。1945年度、日立製作所製。150pxD52 70神奈川県足柄上郡山北町山北1981山北鉄道公園御殿場線で電化まで使用された。2016年3月に圧縮空気で走行するよう整備され、同年10月14日の「D52 奇跡の復活祭」で十数 m自走した後、定期的に走行が行われている「BSジャパン 空から日本をみてみようplus」でも取り上げられた。BSジャパン 空から日本をみてみようplus 2017年6月1日放送 湧水豊かな足柄平野から富士山の麓へ　小田原〜御殿場。。有火ではないものの、自走可能な唯一のD52形である。1944年度、川崎車両製。150pxD52 72静岡県御殿場市新橋1898-3御殿場駅前ポッポ広場当初は同市内の湯沢平公園で保存されていたが、2010年9月28日にいったん展示を終了し、同年11月28日から現在地で保存されている御殿場駅前にD52がやってくる! SL解体見学会開催 鉄道ホビダス最新鉄道情報（2010年8月20日）。1944年度、川崎車輛製。150pxD52 136静岡県沼津市高沢町8-1内高沢公園御殿場線ではなく函館本線で使用されていたもので、スノープラウ付き。1944年度、汽車製造製。100pxD52 468京都府京都市下京区観喜寺町京都鉄道博物館1972年に梅小路蒸気機関車館（京都鉄道博物館の前身）の開館に伴い保存され、2006年に「梅小路の蒸気機関車群と関連施設」として準鉄道記念物に指定された。1945年度、三菱重工業製でD52形のラストナンバー。

 脚注 

 注釈 

 出典 

 参考文献 
 書籍 

 雑誌 
 ネコ・パブリッシング『国鉄時代』2014年5月号 (vol.37)  特集：貨物列車
 電気車研究会『鉄道ピクトリアル』 1962年10月号 (No.137)  D52・D62機関車特集
 キネマ旬報社『蒸気機関車』 1978年3月号 (No.54)  D52・D62特集


 関連項目 

D52
Category:汽車製造製の蒸気機関車
Category:日本車輌製造製の蒸気機関車
Category:川崎重工業製の蒸気機関車
Category:三菱重工業製の蒸気機関車
Category:日立製作所製の蒸気機関車
Category:準鉄道記念物
Category:1943年製の鉄道車両
Category:車輪配置2-8-2の機関車
Category:貨物用蒸気機関車
Category:過熱式蒸気機関車
Category:単式機関車