国鉄D52形蒸気機関車
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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、甲缶に準じたボイラーが搭載されている。
施工年度・実施工場ごとの番号は下表のとおり。
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| 1955年度 | 1955年度 |  | D52 105, 138 210 384 | D52 6 |  |  | D52 6 105, 138 210 384 | 5両 |
| 1956年度 | 1956年度 | D52 335-336 | D52 32, 42 134 334 | D52 44, 53 133, 135, 143 219, 228 342, 348 463, 466 |  |  | D52 32, 42, 44, 53 133-135, 143 219, 228 334-336 342, 348 463, 466 | 17両 |
| 1957年度 | 1957年度 |  | D52 55 132, 136 223, 235 368, 383, 393 401, 423, 449-450 | D52 24, 61, 86 109, 128 333 420 | D52 79 396 |  | D52 24, 55, 61, 79, 86 109, 128, 132, 136 223, 235 333, 368, 383, 393, 396 401, 420, 423, 449-450 | 21両 |
| 1958年度 | 1958年度 | D52 70, 72 142 403 | D52 29, 54 102, 148 204 337, 360, 397 448 | D52 1, 50, 75-76, 99 124 406, 408, 453 | D52 415 |  | D52 1, 29, 50, 54, 70, 72, 75-76, 99 102, 124, 148 204 337, 360, 397 406, 408, 448, 453 | 23両 |
| 1959年度 | 1959年度 |  | D52 404 |  |  |  | D52 404 | 1両 |
| 1964年度 | 1964年度 |  |  |  |  | D52 140 | D52 140 | 1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, 99 102, 105, 109, 124, 128, 132-136, 138, 140, 143, 148 204, 210, 219, 223, 228, 235 333-337, 342, 348, 360, 368, 383-384. 393, 396-397 401, 404, 406, 408, 420, 423, 448-450, 453, 463, 466 | 68両 |
| 計 | 番号 | D52 70, 72 142 335-336 403 | D52 29, 32, 42, 54-55 102, 105, 132, 134, 136, 138, 148 204, 210, 223, 235 334, 337, 360, 368, 383-384, 393, 397 401, 404, 423, 448-450 | D52 1, 6, 24, 44, 50, 53, 61, 75-76, 86, 99 109, 124, 128, 133, 135, 143 219, 228 333, 342, 348 406, 408, 420, 453, 463, 466 | D52 79 396 415 | D52 140 | D52 1, 6, 24, 29, 32, 42, 44, 50, 53-55, 61, 70, 72, 75-76, 79, 86, 99 102, 105, 109, 124, 128, 132-136, 138, 140, 143, 148 204, 210, 219, 223, 228, 235 333-337, 342, 348, 360, 368, 383-384. 393, 396-397 401, 404, 406, 408, 420, 423, 448-450, 453, 463, 466 | 68両 |

 
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。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。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, 466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。
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。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。
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。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。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、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、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。
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。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。