国鉄DD51形ディーゼル機関車
1965年(昭和40年)と1966年(昭和41年)に製造された初期量産型。エンジンはDML61Z (1,100 ps) に強化された。DD51 20以前の車両も後日DML61Zに換装され、DD51形は全機がDML61Zに統一された。従来使用されていたエンジンはDD16形に流用されている。
正面の白帯はナンバープレートの取付位置に合わせられ、以降の標準配色となった。
このグループの一部は20系客車牽引のため、空気圧縮機 (CP) からの圧縮空気を送る元空気溜め管を両渡りで増設した。
新製当初は、盛岡機関区、長野機関区、門司機関区、鳥栖機関区に配置されたが、盛岡機関区・長野機関区の車両は、電化工事の完成により他所に転属し、晩年は旭川機関区、東新潟運転所、吹田第一機関区、米子機関区、門司機関区に配置されていた。1984年(昭和59年)の貨物列車の大規模な削減によってほぼ全機が余剰となり、1985年(昭和60年)から1987年(昭和62年)にかけて廃車された。
幹線から蒸気機関車を廃する「無煙化」を推進するため、1962年(昭和37年)から1978年(昭和53年)までの16年間に649両が製造された。
本線用として先行して導入された電気式のDF50形は、亜幹線の無煙化の面では好評であったが、出力の不足や故障の多さ、価格の高さが欠点とされていた。DD51形はこれに代わる本格的な幹線用主力機として開発された液体式ディーゼル機関車であり、速度面では旅客列車用大型蒸気機関車C61形を、牽引力では貨物列車用大型蒸気機関車D51形を上回る性能をもつように設計されている。
本形式の登場後も、より大出力のエンジンを1基装備したDD54形や軸重を軽減したDE50形など、幹線・亜幹線用のディーゼル機関車が開発・製造されたが、前者は不調続きで短命に終わり、後者は電化の進展で投入する機会が得られず、試作機のみで終わった。その結果、合理化推進のための車両「標準化」により、性能の安定したDD51形のみが長期量産・運用されることになった。
本形式は、最盛期には四国地方を除く日本全国で使用され、非電化幹線の無煙化・動力近代化を推進した。一方、本形式の導入によって高い人気を博していた蒸気機関車が続々と廃車に追いやられたことから、愛好家には「赤ブタ」「文鎮」「ダメデゴイチ」と揶揄されることもあった。
電化の進展と客車・貨物列車の減少により、1987年(昭和62年)の国鉄分割民営化までに約60%が余剰廃車され、JR各社にはDD51 593以降の完全重連形のみの259両が継承された。
廃車となったDD51形のうち、数両が日本国外に譲渡されている。
ミャンマー
2004年(平成16年)にJR貨物からミャンマー国鉄へ譲渡されている。改軌と車両限界の関係から運転台の高さが縮小されている。
以下の車両はミャンマーで運用を開始している車両である。 DD51 823 DD51 797
2016年(平成28年)にJR北海道からミャンマー国鉄に元北斗星牽引機のDD51形が譲渡される予定。現在、陣屋町駅にて留置されている。
タイ・マレーシア
JR西日本で廃車後にベトナムへ譲渡される予定が流れ、その後秋田新幹線改軌工事で使用された保守用車両「ビックワンダー」とともにタイ中南部で路線重軌条化工事に使用された。タイでの工事の後、マレーシアでも重軌条化工事が行なわれることから一部が移動している。 DD51 1101 DD51 1106 DD51 1032 DD51 1132
室蘭にミャンマー向けとされ、2016年(平成28年)から放置されていたDD51形のうち、DD51 1137・1142の2両がタイ国鉄の複線化工事のためにタイの工事会社に引き取られた。2018年(平成30年)9月にタイへ渡るために改軌、手すりを車両限界まで合わせる改造、塗装などを経て2020年(令和2年)からの本格稼働に備えている。ただ購入の際に日本から誰も技術指導者が来なかったため、それを憂慮した日本の鉄道ファン有志がクラウドファンティングを活用して技術者派遣プロジェクトを企画し、2019年(令和元年)10月31日にプロジェクトが成立した 。
ラッセル式除雪車で、1963年(昭和38年)に1両 (DD21 1) が製作された。