东方红3型柴油机车是中国铁路使用的液力传动干线客运用柴油机车车型之一，也是中国第二代液力传动柴油机车的代表车型之一。东方红3型柴油机车由青岛四方机车车辆工厂于1971年试制、1976年投入批量生产，在1980年代至1990年代初曾经是中国东北地区铁路干线客运的主力柴油机车，至1988年累计生产了268台。

1970年，为了满足修建和运营中国援外项目坦赞铁路所需的铁路机车，青岛四方机车车辆工厂成功研制了DFH1、DFH2型液力传动柴油机车，援助坦桑尼亚和赞比亚；其中DFH2型机车为调车及小运转作业用柴油机车，而DFH1型机车为干线客货运柴油机车。为满足中国国内对客运机车的需求，四方厂于1971年对DFH2型机车进行改进设计，于1971年11月试制了一台试验型机车，沿用东方红1型机车的编号并称为东方红4311号机车（后改为东方红3型0001号）。为了便于设计、生产和日后配件供应，因此机车的车体结构、柴油机、传动系统等方面大部分采用了与援外DFH2型机车相同的零部件，许多主要部件能够通用。

东方红4311号机车经过初步试验和试运转后，于1974年由铁道部安排在锦州铁路局山海关机务段投入10万公里牵引运行试验，在沈山铁路担当牵引各种等级旅客列车。1975年，四方厂根据机车在运行试验过程中发现的问题，进一步修改了设计。1976年1月，该型客运机车正式定型为东方红3型，并投入批量生产。

从1978年起，四方厂针对东方红3型机车在生产和运用过程中暴露的一些质量问题，例如柴油机机体裂纹、气缸套及机体穴蚀等，进行了持续的改进。1987年，四方厂又研制了经过强化的12V180ZJB型柴油机，装用于0252、0253号机车，机车标称功率提高到2×820千瓦，交付沈阳机务段使用。

至1988年停产，四方厂累计生产了268台东方红3型机车。

从1970年代末起，东方红3型机车开始大量配属沈阳铁路局沈阳机务段、锦州铁路局山海关机务段、哈尔滨铁路局三棵树机务段、齐齐哈尔铁路局齐齐哈尔机务段等，投入沈山铁路、京哈铁路、沈大铁路、滨洲铁路、滨绥铁路等铁路干线运用。从1980年代至1990年代初，东方红3型机车曾经是中国东北地区的主力客运柴油机车。1990年代起，随着东风4B型、东风4D型等新型客运机车先后出现，东方红3型机车开始退居二线，担当普通旅客列车和市郊列车的牵引任务，部分机车转至大连、长春、丹东、吉林、通辽、本溪、图们、鸡西等地的机务段使用。2000年代初，东方红3型机车陆续报废，最后一批在干线上运行的东方红3型机车于2005年在拉滨铁路上退役，原配属三棵树机务段。

此外，部分原配属吉林铁路分局的东方红3型机车，于2000年至2002年间经过整修后援助朝鲜。

东方红3型柴油机车是2500马力液力传动干线客运柴油机车，采用框架式侧壁承载结构车体，设双端司机室、双侧内走廊，可根据行车方向由机车任一端司机室操纵机车。机车采用双机组对称布置，装有两套相同而独立的动力传动机组，每套机组包括一台柴油机及传动装置，可以使用其中任何一套或两套同时工作。司机室后设有动力室和传动冷却室，每个动力室内设有一台柴油机；传动冷却室上部装有冷却装置，下部装有液力传动箱及其他设备。两台转向架之间吊挂着燃油箱和两个总风缸。机车轴式B-B，最高运行速度120公里/小时。

机车装用二台12V180ZJ型柴油机，与DFH系列、东方红2型柴油机车相同，为12气缸、四冲程、废气涡轮增压的V型高速柴油机，采用合金铸铁铸造机体、合金钢曲轴、铝合金整体活塞。额定转速为每分钟1500转，在0001～0005号机车上装车功率为1250马力，在0006～0251、0254～0268号机车上装车功率提高到1350马力。0252～0253号两台机车改为装用12V180ZJB型柴油机，该型柴油机是在12V180ZJ型柴油机基础上强化而成，装车功率提高到1500马力。

东方红3型机车的液力传动系统，主要包括液力传动箱、车轴齿轮箱、辅助传动装置、万向轴等。液力传动箱位于车体中部、机车冷却室下方，并通过四个弹性支座固定在机车车架上。柴油机通过第一万向轴将功率传递到液力传动箱，再从液力变速箱输出法兰，以第二万向轴传给转向架上的车轴齿轮箱，从而驱动轮对。机车采用了四方机车车辆厂设计的SF2010-1A型多循环圆液力传动箱，内装一个BI型起动变扭器和一个BII型运转变扭器；其中起动变扭器适用于机车起动和低速工况，而运转变扭器适用于机车中、高速运转工况；机车运行过程中通过充排油换档；传动装置设计功率为1245马力。

机车走行部为两台二轴转向架，采用钢板焊接箱型结构构架、轴箱拉杆式定位。一系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧；转向架构架与车体之间设有二系悬挂，包括油浴平面滑 动摩擦旁承、四组螺旋圆弹簧、四个垂向油压减振器和两个横向摩擦减振器。牵引力和制动力通过中心销摆式牵引连杆机构传递。每个轮对都有独立的制动缸—杠杆系统，双侧闸瓦踏面制动。

东方红3型0009号机车于1976年末出厂，1977年4月配属沈阳铁路局沈阳机务段，投入沈山铁路运用；至1994年转配属大连机务段，担当大连至庄河、熊岳城、旅顺、城子坦等地的市郊旅客列车牵引任务；1999年又被调往大连机务段瓦房店分段，2001年11月根据铁道部电报退役。退役后又被调往锦州东车辆段作段内调车机使用，至2003年停用报废。2005年7月，辽宁一位铁路爱好者去信中国铁道部反映这台机车境况堪忧、面临拆解，建议铁道部有关部门对这两台机车给予妥善保护，并送交中国铁道博物馆收藏。经过铁道部运输局、中国铁道博物馆、沈阳铁路局合作对机车进行整修后，于2006年12月被送入中国铁道博物馆机车车辆展厅保存展示。

东方红3型0186号机车保存于沈阳铁路机车陈列馆。