D'abord basées au dépôt de Portes lès Valence avant d'être affectées à celui de Nîmes, ces machines ont été introduites vers 1962 sur la ligne des Cévennes et la ligne des Alpes ainsi que sur Valence - Briançon, assuraient seules ou en UM un service voyageurs, associées en hiver à un fourgon chaudière. Très vite, elles ont été épaulées par des BB 67000, plus puissantes, puis finalement remplacées par des BB 67400, à chauffage électrique.
En outre, elles assuraient de nombreuses prestations fret et ainsi fréquentaient des lignes exclusivement marchandises et aujourd'hui déferrées (vers Sommières et Le Vigan), ainsi que celle de la Rive Droite du Rhône. Ces machines ont été affectées au dépôt de Nîmes de 1969 à 1980, puis en Avignon.
Leurs dernières prestations en service voyageurs eurent lieu à l'été 1993 sur la ligne du Grau du Roi, mais ces machines sont encore resté très présentes en service marchandises jusqu'au milieu des années 2000, époque à laquelle nombre d'engins furent transformés en BB 69200, et encore actuellement pour les dernières survivantes, utilisées sur les trains de travaux.
