DD51形は2基のエンジンを搭載した幹線用ディーゼル機関車で、1962年から1978年にかけて649両が製造されました。軸重を亜幹線基準の14tに収めるために中間に付随台車を装備しており、D型ながらF型並みの大形車体となっています。
基本番台となる0番台、重連総括制御装置を搭載した500番台、SGを省いた800番台が製造されましたが、JR北海道には500番台25両が継承されました。
1988年の寝台特急北斗星運転開始により順次北斗星色に変更が行われました。客車列車の減少により廃車が進み、2016年3月26日に北海道新幹線が開業したことにより全車離脱しました。同年7月に最後まで残っていた8両がまとめて陣屋町へ回送され全車廃車となりました。