国鉄D51形蒸気機関車498号機
運転日によっては尾久客車区(現・尾久車両センター)の14系客車を使用した。 9月26・27日:奥羽本線(青森 - 弘前間)「SL津軽アップル号」
2001年 7月7・8日:磐越西線(須賀川→会津若松、会津若松→郡山間)「SLうつうしま未来博号」
2002年 10月:篠ノ井線(塩尻 - 明科間)「100周年記念SL号」 11月23・24日:奥羽本線(秋田 - 東能代間)「SLあきた路号」 奥羽本線の秋田 - 東能代間の開業100周年の記念運転。
2002年 - 2004年:北上線(北上 - 横手間)「SL錦秋湖号」 2007年7月1・2日には「SL北東北DC号」として運転される。
2002年 - 2004年、2007年3月:白新線・羽越本線(新潟 - 村上間)「SL村上ひな街道号」
2003年 12月14日:東北本線(上野 → 尾久客車区間)「SLあゝ上野駅号」 上野駅開業120周年 と江戸誕生400周年を記念して運転。同機と旧型客車5両と電気機関車EF58 61が使用された。 12月20・21・23日:信越本線・磐越西線(新潟 - 会津若松間)「SLばんえつ物語号X'masトレイン」 C57 180故障による緊急代行。新潟地区では初の新潟 - 新津間乗り入れ運転。
2004年9月18 - 20日:陸羽東線(新庄 - 小牛田間)「SL義経号」 「おいしい山形デスティネーションキャンペーン」の一環で運転。旧型客車を牽引。 1994年の「SL八高号」以来、非電化区間における旧型客車牽引となった。
2005年 9月24・25日:奥羽本線(秋田 - 湯沢間)「SL奥羽号」 一部区間で秋田新幹線「こまち号」と並走運転を実施。
これにより、D51 499に類似した形態となった。同時にキャブのナンバープレート下に取り付けられている製造銘板も新たに製作・交換されている。この形態で、同年4月29日の「SL碓氷」より営業運転を再開。また、2010年5月1日からの「SLみなかみ」からは、D51 499のデフに取り付けられていた後藤工場標準仕様車を示すプレートを摸した、JR東日本のマークを添えた動輪柄のシールがデフに追加された。「SLやまなし号」運転当日は、ファンサービスとして2008年夏で使用された4種類のナンバープレートが1日ごとにリレーし、29日に黒色、30日は青色、翌週5日に緑色、6日は赤色を掲出した。
この重装備スタイルはその後もしばらく維持されて、同年12月の「SL湯けむり号」、2011年春の「D51ばんえつ物語」、同年6月の「SL津軽路号」などの出張運転でも同スタイルでの運転となったが、同年7月から開幕する「群馬デスティネーションキャンペーン」に合わせて元のスタイルに戻された。ただし、再度重装備仕様で運行できるよう、集煙装置の取り付け用台座、および非公式側から操作できる集煙装置開閉ハンドルテコはそのまま残された(取り付け用台座は、ボイラーケーシングに溶接したため、綺麗に復元することが困難であるのも理由)。2013年4月の全般検査出場後も取り付け用台座と運転台ハンドルテコ挿入口はそのまま残存し、集煙装置取り付けの準備は確保されている。しばらく重装備仕様での運行はなかったが、2021年7月10日運転の「SL横川ナイトパーク」から翌週7月18日の「SLぐんま よこかわ」まで短期間ではあるが、10年ぶりに重装備仕様が復活した。
12系客車5両を牽引し、冬のD51再復活となった。(2017年現在、冬のD51はこれ以降運行されていない。) 4月1日:中央本線(甲府 - 塩山間)「SL山梨号」 「山梨デスティネーションキャンペーン」開催に伴い初運転。オープニングを飾った。下り塩山発甲府行き列車はEF64形が牽引(EL山梨号)。2往復運転。 4月3・6・12・13日:中央本線(甲府 → 塩山間)「SL山梨桃源郷号」 「SL山梨号」同様「山梨デスティネーションキャンペーン」のイベント列車。下り列車はEF64形が牽引(EL山梨桃源郷号)。2往復運転。 10月1・4・5日:東北本線(仙台 → 小牛田間)「SL仙台・宮城DC号」 旧型客車使用。 「仙台・宮城デスティネーションキャンペーン」のオープニングを飾った。仙台 - 陸前山王間はC56 160による「SL東北未来博号」以来21年ぶりのSL運転。 上りの小牛田 - 仙台間はED75形が牽引する「EL&SL仙台・宮城DC号」として運転。 11月22 - 24日:信越本線(長野 → 黒姫間)「SL信越120周年号」 上りの黒姫 → 長野間はDD16形ディーゼル機関車重連が牽引する「DL信越120周年号」として運転。 12月:陸羽東線(小牛田 - 新庄間)「SL湯けむり号」として運行予定であったが、火入れ後の空焚き事故により休車。火室修繕のため2009年9月まで入場。
2010年 5月29・30日、6月5・6日:中央本線(甲府 → 小淵沢間)「SLやまなし号」 「山梨・中央線キャンペーン」開催に伴い運転。前述の重装備仕様を実現するきっかけとなった列車。