国鉄C54形蒸気機関車
それゆえ、C55形やC57形、そればかりか老朽化したC51形ですら引く手あまたで、このクラスの機関車は慢性的に不足状態を呈していた。福知山区では1952年、本形式の保守難で代機としてC57形の転配を求めたが、要望が通らず、1953年3月から5月にかけて秋田機関区・横手機関区からの転配で、逆に本形式よりも状態の悪いC51 153・156・260を押し付けられて、ますます運用に窮することになった。
そこで、1954年(昭和29年)1月に当時国鉄本社の運転局車務課で機関車運用を決定する立場の総括補佐の地位にあった西尾源太郎が福知山鉄道管理局長で機関車に精通していた今村一郎と協議し、休車中の本形式各車の中から状態良好車を選出、鷹取工場で再整備・修繕して運用に充当することが決定された。1957年までに残っていた8両が順次休車から復活して延命、再び山陰本線・福知山線・播但線で運用されることとなった。これに伴い、京都駅や大阪駅にも旅客列車牽引で直通している。1957年復活組のC54 5・6・8・12は宮津線に投入しての8620形代替が目論まれたが、同線での試走の結果、レール横圧が大きすぎることから運用を断念、福知山区所属のまま、山陰本線で1953年転配組の老朽C51形廃車目的で運用された。
もっとも、これら8両についても1959年(昭和34年)に播但線で起きた脱線事故でC54 5が脱線大破して除籍となり、C54 12も1960年(昭和35年)11月15日付で除籍された。さらに残った6両は浜田機関区に転出して山陰本線西部地区で使用されたものの、無煙化の進展で余剰となると状態の良いC51形よりも早く淘汰の対象となり、北陸本線の電化工事が金沢まで到達した1963年(昭和38年)に、同線配置のC57形が余剰となって浜田機関区へ順次転属となったことなどから、これらと代替される形で同年10月3日に最後まで残った6・8・10・11・15・17が一斉に廃車されて形式消滅となった。
全体の製造両数が17両と少なく、性能面でも芳しくなく、また、全車廃車の時期が1963年(昭和38年)と比較的早い時期であったことから、廃車後は全て解体処分されており、保存機は皆無である。これは日本国鉄で第二次世界大戦後まで運用された日本製の新造制式蒸気機関車形式としては唯一で、現役時ばかりか廃車後までも不遇であった。そうした境遇から、鉄道書籍において本形式が語られる際には「悲運の」(参考文献参照)「薄幸の」といった悲観的・同情的な形容をされることが多い。