国鉄C61形蒸気機関車
改造までの経緯
戦後は旅客輸送需要が急増し、戦時中製造がストップしていた旅客用機関車が急激に不足したため、国鉄は戦前に製造していたC57形、C58形、C59形の追加製造を行うことを決定した。しかしGHQの許可なしに新造ができなかったため、実際に新造できた両数が少なく、機関車不足を解消できなかった。その一方で終戦により貨物輸送需要は逆に激減していたことから、苦肉の策として、余剰となっていた貨物用機関車のD51形とD52形を旅客用機に転用改造することとなった。既存車両の改造名義であれば、車両新造に比べて製造の制約が少なかったからである。
運用
東北本線、常磐線、奥羽本線（秋田 - 青森間）、日豊本線、鹿児島本線という地方幹線に配属された本形式は旅客列車を中心に多くの列車を牽引した。性能や大きさからC57形やC60形と共通に運用されることもしばしばあった。C57形と比べた場合、ボイラー容量が格段に大きいため出力が上回っている反面、軸重とシリンダ牽引力で僅かに劣ったため、ボイラー容量がものを言う優等列車牽引では優位に立ったが、軸重とシリンダ牽引力が重要な普通列車牽引ではC57形の方が適していたと言われる。また、C60形と比べると、出力で若干上回る一方で牽引性能で劣っていたが、自動給炭装置が付いていたことは大きなアドバンテージで、優等列車牽引ではC61形が優位だった。最たる例は昭和30年代の東北本線仙台以北で、北海道連絡の特急・急行列車は基本的に仙台機関区のC61形が仙台 - 青森間を通しで牽引したのに対し、C60形は優等列車の盛岡以北の補機や普通列車の牽引が中心であった。
両数が少ない上に、主な運用の場が大都市から離れていたことから地味な存在ではあったが、東北初の特急「はつかり」の仙台 - 青森間、ならびに、東北初の寝台特急「はくつる」の同じく仙台 - 青森間（デビュー当初の「はつかり」、ならびに、「はくつる」の盛岡 - 青森間は、急勾配の十三本木峠越えの区間に備えて、C60形を前部補機として連結）や、東京 - 鹿児島（のちに西鹿児島）間を鹿児島本線経由で結んだ寝台特急「はやぶさ」の九州内をはじめ、東北本線や鹿児島本線などで数々の特急や急行を牽引していた。また、東北本線では、旅客列車以外にも、「北たから」といったコキ5500形などで編成された特急貨物列車や急行貨物列車を牽引することもあった。
なお、奥羽本線の秋田 - 青森間でも、C61 18を含む計8両が青森機関区に転属してきた1958年10月のダイヤ改正時から1960年代前半の時期にかけては、1960年（昭和35年）10月のダイヤ改正時から青森機関区に配置されるようになったC60形との共通運用で急行「日本海」などの牽引を担当し、その後、奥羽本線の秋田 - 青森間の客車編成の優等列車の牽引機が無煙化されてからも、引き続きC60形との共通運用で、普通列車や荷物列車を牽引した。
また、のちに動態保存機となったC61 2とC61 20を含めた最後の6両（他にC61 18・19・24・28の4両）は、1968年（昭和43年）10月のダイヤ改正で東北本線の盛岡 - 青森間の電化が完成してからは、1971年（昭和46年）10月に九州の日豊本線用として宮崎機関区に転属するまでは青森機関区に集中配置され、奥羽本線の秋田 - 青森間において普通列車や荷物列車の牽引機として活躍したが、特に、新線に切り替えられる直前の旧線時代の矢立峠越えの区間（秋田・青森県境）などでD51形とともに使用され、鉄道ファンの注目を集めた。
最後の運用地は九州の日豊本線だが、動態保存のためにC61 2が1972年（昭和47年）に梅小路機関区に転属。残る5両も1974年（昭和49年）の宮崎電化までに大半が運用を離脱し、最後の1両 (C61 18) も1974年（昭和49年）に運用を外れ、1975年（昭和50年）1月に用途廃止された。
改造
新製配備時から1970年（昭和45年）の鹿児島本線の全線電化完成による廃車時までを九州・鹿児島本線筋で過ごした6両（C61 12・13・14・31・32・33。鳥栖機関区 → 鹿児島機関区）のうちの1両であるC61 13には、1954年（昭和29年）の全般検査時に、鹿児島工場において、前方へ傾いた類似型門鉄デフ（正確には、いわゆる鹿児島工場式デフ）が装着された。
常磐線・東北本線に新製配置された車両では、1964年（昭和39年）ごろから電化区間の延伸により、前灯脇にシールドビームの副灯LP405形を取り付けた。これ以外の改造としては青森機関区所属車を中心に1960年代前半以降、補機運用や逆行運転時に備えて機関車前部へも暖房用蒸気管を引き通す工事を実施したほか、煙突周囲に補助除煙板を設けたものがあった。
また、一部の車両は、D50形の先台車脱線対策として、D50形が装備していたスポーク車輪を本形式の先台車第2軸に使われているディスク車輪と振り替える工事が実施された。
保存機
動態保存機2両、静態保存機2両（うち部分保存機1両）、あわせて4両が保存されている。すべて三菱製。
C61 20
東日本旅客鉄道（JR東日本）で動態保存されている。1973年（昭和48年）8月28日に除籍されたのち、群馬県伊勢崎市の華蔵寺公園遊園地で静態保存されていたが、2009年（平成21年）12月8日にJR東日本が動態復元することを正式に発表した。2010年（平成22年）1月19日には保存場所から搬出され、大宮総合車両センターにて修復工事を行い、2011年（平成23年）3月31日に復元完了・車籍復帰が行われた。6月4日より上越線高崎 - 水上間で営業運転が開始された。