6台机车投入使用后，很快弥补了JF51型机车功率不足的缺陷，提高了运输效率，为保障抗战物资运输做了很大贡献。1940年，滇越铁路的白寨大桥等多处遭日军飞机轰炸，滇越铁路中断。这6台机车安全的度过了抗战和内战时期，运行在铁路上。

1961年，昆明机车修理厂将一台GD51型蒸汽机车的前、后车架拆分，改造成两台TW51型蒸汽机车，轴式2-4-0，模数牵引力9163kg。直到1966年，剩下的5台GD51型蒸汽机车依然良好运行在昆河铁路上。其长度甚至比当时贵昆铁路的蒸汽主力KD5蒸汽机车和JF型蒸汽机车(解放型蒸汽机车)的长度还长，模数牵引力只比JF型蒸汽机车低了2,461kg。

仅存的5台GD51型蒸汽机车随着运行时间的增加，各零部件开始老化，但由于零部件缺乏，导致其车况愈来愈差，缺点越来越明显，实用性越来越低，最终走向了停用并拆解，GD51为中国铁路服务的生涯也就此结束。由于各种资料文献没有相关记载，所以目前还没有这5台机车的准确拆解时间。