Tout comme certaines sous séries de BB 66000, les BB 66400 ont pour certaines d'entre elles été modernisées de 2004 à fin 2009 pour l'activité Fret. 75 engins ont été traités, avec apposition de la livrée Fret (vert, gris et blanc).
Les modifications sont identiques à celles apportées sur les BB 66000 devenant BB 69200 : climatisation de la cabine, remotorisation et modernisation des auxiliaires, à l'occasion d'un passage en révision générale. le système de chauffage des trains semble avoir été conservé, même si il est rarissime que ces machines, renumérotées dans la série 69400, soient utilisées en service voyageurs.
Quelques machines expérimentent des systèmes de filtres à particules (même principe que sur les automobiles) ; à terme, ce dispositif sera étendu au reste de la série.
Suite à l'arrivée des BB 60000, l'activité fret fut réduite, la plupart des engins étant progressivement reversés à Infrarail, où ils permettent le remplacement de BB 63500 et 66000 non modernisés. D'autres engins furent radiés.
| Année | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 |
| Transformations de BB 66400 | 8 | 24 | 27 | 2 | 12 | 2 |
| Parc total en fin d'année | 8 | 32 | 59 | 61 | 73 | 75 |
