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为了满足中国铁路干线开行5000吨重载货物列车的需要，根据国家计划委员会于1991年下达的国家重点科技项目合同，大连机车车辆厂于1994年12月试制出新一代的东风10D型柴油机车[16]。该型机车是以大连机车车辆厂于1988年研制的东风10型柴油机车为基础，吸收和应用了东风6型柴油机车上的各种先进技术，而开发研制的5000马力（3590千瓦）双节联挂八轴重载货运机车。东风10D型柴油机车的动力装置为12V240ZJD型柴油机，电力传动装置和控制系统是以国产化的东风6型机车为基础改进而成，包括JF206A型牵引发电机和ZD108型牵引电动机。与东风6型机车相比，东风10D型机车还采用了许多前者所没有的崭新技术，例如由交流异步电动机驱动的辅助传动系统、以牵引发电机作为起动电机的柴油机变频起动技术、由两台微机组成的主从微机通讯控制系统、干式加压闭式循环冷却水系统等[17]。就动力装置、电传动装置和控制系统的技术水平而言，东风10D型柴油机车无疑是当时中国铁路最先进的国产柴油机车，但由于受到零部件制造工艺和生产品质的限制，该型机车的可靠性特别是交流辅助传动系统，远远未达到可供投入运用的成熟程度。 1989年5月24日，东风6型0001号、0002号机车正式移交沈阳铁路局大连机务段投入运用考核，并将其与ND5型机车编入同一个车队，担当沈大铁路大连至苏家屯之间的干线货运任务，以便客观比较和评价东风6型机车的性能，至同年末两台机车已经分别行驶了9.5万公里和7.4万公里。
1994年7月27日，东风6型0003号机车正式出厂并配属沈阳铁路局大连机务段，开始进行15万公里运用考核，主要担当沈大铁路大连至大石桥区间的货物运输[7]。由于国产化零配件的可靠性及供应问题等原因，机车故障后往往需要较长的停运待修时间，致使运用考核的进度受到了影响。同年，大连机车车辆厂向铁道部申请试制第二台国产化东风6型机车，并提出尽快安排东风6型机车进行部级鉴定的建议。东风6型机车装用一台16V240ZJD型柴油机，装车功率为4000马力（2940千瓦），传动系统采用三相交流同步发电机、硅二极管整流装置、直流牵引电动机组成的交—直流电传动装置，该型机车也是中国第一款采用微机控制装置的柴油机车，微机系统负责机车恒功率励磁控制、轮对防空转防滑行、电阻制动与制动扩展控制、以及机电保护和故障诊断显示装置等功能。
1999年10月，铁道部召开东风6型机车部级鉴定会，与会代表认为该型机车"主要指标已达到设计任务书规定的要求"，"运用经济性上达到1980年代末世界同类机车的先进水平"，同意通过部级鉴定[11]。为了验证国产化机车的性能和质量状况，东风6型0003号机车经过初步的牵引试验后，于1992年3月18日至4月10日在大连内燃机车研究所的机车定置试验台上进行了牵引热工性能试验。试验结果显示，虽然国产化机车的各项主要技术性能指标均达到了设计目标，但其轮周效率、油耗率、牵引力等参数还是略低于首两台采用进口零部件的原型车。 12位手把时的最大起动牵引力达到474.03千牛；15位手把时的牵引发电机整流后电流达到6153安培，此时的轮周牵引力达到311.27千牛；机车轮周效率最高可达35.3%。
电气室内设有主硅整流柜、励磁整流柜及行车安全设备箱（即机车自动停车装置、机车信号装置和列车无线调度电话装置）等电气设备，顶部装有一台与通用电气Dash 8系列机车相同形式的卧式电阻制动柜。柴油机空气滤清系统采用与ND5型机车相同的二级空气滤清系统，第一级为离心式旋风惯性空气滤清器，第二级为金属骨架纸质滤芯空气滤清器。动力室顶棚两侧设有车体通风机，将柴油机运转时产生的燃气和热风抽出，与东风4型机车的设计相同。由于机车选用了调压比极高、恒功运用范围广并且有较高传动效率的牵引发电机和牵引电动机，辅之以精准可靠的微机恒功率励磁控制系统，从而令机车具有优异的牵引性能，不仅有较大的起动牵引力与持续牵引力，并且有很高的恒功率速度。
东风4D型提速客运机车的动力装置采用久经试验的16V240ZJD型柴油机，并使用与东风6型机车相同的高温冷却系统、密闭压力水箱和机油热交换器；电力传动装置采用TQFR-3000E型牵引发电机和ZD109B型牵引电动机[15]。虽然东风6型机车没有成功投入批量生产，但东风6型机车上的部分成熟技术后来被应用到多种型号的机车。永济电机厂引进和吸收了通用电气的电机制造技术如压型焊接机体、定子整体压型线圈等，在国产化ZD108型牵引电动机的试制经验基础上，先后开发了为东风4E型柴油机车配套的ZD109A型牵引电动机、为东风10F型柴油机车配套的ZD109B型牵引电动机、为东风8B型柴油机车配套的ZD109C型牵引电动机等产品，使其性能和可靠性比以往的产品有很大进步。机车控制系统方面，东风11型和东风8B型柴油机车所采用的16位微机控制系统，便是参考自东风6型机车的微机控制系统，其硬件和软件分别由株洲电力机车研究所和大连内燃机车研究所研制[12]。此外，大连机车车辆厂在引进和消化通用电气车载微机系统的基础上，于1996年研制了集成程度更高的内燃机车控制器（DLC）单片机系统，被广泛应用在该厂生产的十几种型号的柴油机车上[13]。东风6型机车的车载微机控制系统由大连机车车辆厂与通用电气公司共同设计，该系统是以通用电气Dash 8系列机车的微机控制系统为基础，但系统架构和控制功能较通用电气Dash 8系列略为简单。
该型机车配属上海铁路局、济南铁路局、北京铁路局、沈阳铁路局投入运用以后，有效提高了津浦铁路、丰沙铁路、京原铁路、沈大铁路等主要干线运用区段的牵引定数和铁路货运量，加快中国铁路繁忙干线内燃化的步伐，缓解了铁路运输能力紧张的情况，产生了可观的社会经济效益。牵引电动机与转向架构架的连接沿用了东风4型机车的传统形式，但由于通用电气的牵引电动机抱轴轴颈较粗，并配用英制25°压力角（英语：Pressure angle）的牵引齿轮，因此牵引电动机抱轴部分、齿轮箱和轮对亦相应改变了设计。牵引电动机采用单侧齿轮传动的轴悬式驱动方式（滑动抱轴承式半悬挂），即牵引电动机的一侧通过抱轴瓦（滑动轴承）刚性地支承在车轴上，另一侧通过弹性元件（橡胶垫）和吊杆悬挂在转向架构架上。全部牵引电动机采用顺置排列方式，即牵引电动机都放在车轴的同一侧，使牵引电动机相对于转向架构架产生的支反力作用方向相同，结合弹性旁承产生的支反力矩予以平衡，可以有效地减少轴重转移的幅度。基础制动方式为带闸瓦间隙自动调节器的单侧踏面制动，每个车轮各配有一个9英寸直径制动缸，当机车施行制动时，制动缸从空气制动机获得压缩空气，并通过杠杆机构使闸瓦抱轮产生制动作用。四台东风6型机车完成各种试验之后，仍配属沈阳铁路局大连机务段运用，但由于缺乏配件和维护困难等原因很快就被弃用。
冷却室下方设有静液压变速箱、后转向架牵引电动机通风机、空气压缩机等，冷却风扇由静液压马达传动，牵引电动机通风机采用机械传动。东风6型机车的空气制动和手制动装置亦与东风4型机车大致相同，依然沿用了国产的JZ-7型空气制动机，但根据机车重联运用的需要作出了一些改动，机车重联时除了需要连接列车管外，机车端部还新增了总风重联管和制动平均管，制动机亦增设了重联阀。机车轴式为Co-Co，走行部为两台相同的无导框式三轴转向架，转向架的结构形式与东风4型机车大致相同，除了牵引电动机、齿轮箱、轮对之外，转向架其他部分均直接沿用东风4型机车的传统设计[20]。转向架采用钢板组焊成封闭式箱形结构的"目"字形构架，轮对轴箱内装有四列向心圆柱滚子轴承，轴箱定位装置采用拉杆式弹性定位结构，轴箱通过装有橡胶关节元件的上、下轴箱拉杆与构架相连接，实现轴箱相对于构架的横向和纵向定位。转向架采用四点支承弹性油浴摩擦旁承装置，车体全部重量通过八个旁承由两台转向架支承，有利于抑制转向架在直线运行时的蛇行运动（英语：Hunting oscillation）。一系悬挂采用独立悬挂形式，包括轴箱与构架之间的轴箱圆弹簧、用于衰减吸收来自轨道高频振动的橡胶垫、以及在1、3、4、6轴装有并列的液压减震器（与东风4B型机车使用的SKF1型液压减震器不同，东风6型改用连接方式不同的TPJ61型液压减震器，与后来的东风4D型货运机车相同）；二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆。
1989年8月30日至9月11日，铁道部选取了东风6型0002号机车，在大连内燃机车研究所的机车定置试验台上进行了牵引热工性能、辅助功率、冷却能力、热平衡等试验。试验结果证明，机车牵引性能已经达到或超过原设计要求，机车各项技术指标均已达到1980年代世界上同类机车的先进水平。 BUY XANAX WITHOUT PRESCRITION 1995年8月，铁道部科技司下达了东风6型机车和16V240ZJD型柴油机的型式试验安排。
为此，大连机车车辆厂和铁道部科学研究院及铁道部质量检测中心共同拟定了东风6型机车的鉴定大纲，东风6型0003号机车完成15万公里运用考核后将进行解体检查，而制造中的东风6型0004号机车则将作为部级鉴定试验用车。 1995年10月，东风6型0004号机车落成出厂，但是机车刚出厂试运行便发生牵引电动机抱轴瓦烧损，经检查后发现抱轴瓦因制作工艺不当，全部出现裂纹而需重新制造；同时，鉴定试验用的柴油机也由于国产化喷油泵无法使用，只能再次从英国订购喷油泵和喷油器，至同年11月才完成组装，导致东风6型0004号机车的鉴定试验被迫推迟[10]。 1996年3月26日，东风6型0004号机车配属大连机务段投入运用考核，至同年5月11日行驶了30627公里，完成了3万公里磨合试验。