Alors que leurs quasi-jumelles BB 4600 sont arrivées jusqu'à la vallée du Rhône au fur et à mesure de la progression de l'électrification, les BB 4100, plus lentes, restèrent longtemps confinées à l'Ouest de Nîmes, principalement sur la Transversale Sud et les autres lignes ex Midi dont les embranchements pyrénéens et la ligne des Causses. Ce ne fut qu'en fin de carrière que certaines machines ont été affectées à Avignon à partir de 1976, afin d'y être utilisées aux manœuvres. Les dernières y furent radiées en août 1986.