HXD2D型机车采用C0-C0轴式,功率7200kW,最高运营速度160km/h。轴重21t,电机采用全悬挂,基础制动采用轮盘制动。机车主要结构与部件采用已经在HXD2、HXD2B、HXD2C电力机车上运用的先进成熟技术。而在去年,HXD2D机车升级为永磁直驱电机,大同厂是首个将永磁直驱技术运用在电力机车上的企业,与此同时,机车涂装也做了前所未有的改变,由红色棕色搭配变成白色绿色搭配,有一些小清新的感觉。