Monde : France

En service international, les CC 72000 ont desservi régulièrement les villes suisses de Bâle et de Genève avec les dessertes Paris - Bâle via Mulhouse et Valence - Genève via Grenoble. Sur cette dernière relation les CC 72000 tractaient des compositions allant jusqu'à quatorze voitures Corail les vendredis et dimanches. Elles ont également tracté en service intérieur les trains allers et retours Grenoble - Nantes ou Grenoble - Bordeaux (« Le Ventadour »), relations assurées de bout en bout qui comptèrent parmi leurs plus longs parcours en service voyageurs.

En décembre 2009, les CC 72000 ont effectué leurs dernières prestations commerciales régulières sur la transversale Nantes - Tours - Lyon, où elles furent remplacées par des X 72500. Toutefois, une des principales raisons de leur retrait, outre leur âge, est la pollution générée par leurs moteurs Diesel non compatibles avec les nouvelles normes UIC européennes. Depuis 2009, seules subsistent au parc les 72049, 72074 et 72084, versées à l'activité Matériel. Elles sont utilisées principalement pour l'acheminement dans un dépôt ou à la casse de matériel radié ou lors des campagnes d'essais de nouveau matériel. De façon plus rare, elles remplacent, sur la ligne 4, les CC 72100 défaillantes jusqu'au retrait complet des compositions tractées en avril 2017.

Les CC 72000 sont reconnaissables au bruit de leur moteur, qui donne la mesure de leur puissance.

En 1972, des CC 72000 du dépôt de Vénissieux effectuent la traction d’un train quotidien entre Lyon et Marseille viaGrenoble et Veynes par la ligne des Alpes. Ce service resta exceptionnel et n’aura duré qu’un seul été. En effet, en raison du grand gabarit des CC 72000, lors de leur passage dans le tunnel du Grand Brillon (long tunnel en « S » et à gabarit étroit) au-dessus de la gare de Vif, les gaz d’échappement refoulaient à l’intérieur des engins en étouffant le moteur thermique.

Le 26 décembre 1996, la locomotive diesel CC 72067, en livrée bleue et blanche, tracte le train Corail Grenoble - Nantes viaLyon, Bourges, Vierzon, Tours, Saumur et Angers.

Le 29 juin 1999, la locomotive diesel CC 72070, en livrée bleue et blanche, tracte le train Corail Genève - Valence viaBellegarde, Aix-les-Bains, Chambéry et Grenoble.

Le 12 août 2003, la locomotive diesel CC 72059, en livrée bleue et blanche, tracte le train 4490/1 « Le Ventadour » Bordeaux - Grenoble via Clermont-Ferrand et Lyon.

En 2009, les dernières CC 72000 en service sont utilisées pour le fret et les Intercités ; les CC 72100 tractent encore les Intercités sur Paris - Mulhouse via Troyes et Belfort ainsi que des TER Reims - Dijon via Châlons-en-Champagne.

Le 13 décembre 2009, les CC 72000 restantes ont assuré leurs derniers trains réguliers sur la transversale Nantes - Lyon et ne sont plus utilisées à ce jour (août 2011) que comme machines de réserve.

À l’automne 2011, pour pallier l’indisponibilité des BB 15000 et CC 72100 sur les trains Intercités au départ de Paris-Est, les CC 72074 et 72084 effectuent un retour aussi remarqué qu’inattendu en tête de trains sur l’axe Paris - Mulhouse via Troyeset Belfort.

Avec les nouvelles réglementations UIC antipollution, les dernières CC 72000 sont retirées du service, la plupart d’entre elles ont été revendues à l'ONCF (Office National des Chemins de fer Marocains). Ne devraient subsister que les CC 72100 remotorisées.

Le 18 janvier 2012, la CC 72084 assure à Paris un train exceptionnel composé d’une voiture Club 32 sur la Petite Ceinture. Acheminée depuis Juvisy par les voies du RER C, elle marque un arrêt à la station Invalides afin d’embarquer les membres de l'association propriétaires des voitures à dégarer et les agents de manœuvre et de sécurité SNCF. Au boulevard Victor-Pont du Garigliano, elle manœuvre pour emprunter la Petite Ceinture. Sa mission sera alors de récupérer les 4 voitures BAR Corail stationnées dans le tunnel de la gare de Vaugirard. Ces 4 voitures seront ensuite acheminées vers la gare de la Glacière-Gentilly. La CC 72084 et sa voiture Club 32 repartiront ensuite sur la Petite Ceinture vers le boulevard Victor avant d’emprunter de nouveau les voies du RER C afin de rentrer à son dépôt. Les quatre voitures Corail seront à terme repositionnées dans le tunnel de la porte d'Ivry

Machines particulières

CC 72006 : cette machine est la seule locomotive de la série peinte en livrée Multiservices bleue Isabelle. Par la suite, elle a été repeinte en livrée Fret, avec laquelle elle finit sa carrière.

CC 72029 : livrée Fret, préservée à la cité du train de Mulhouse. Elle est exposée depuis peu dans le nouvel espace extérieur, ouvert au public tous les jours d'avril à septembre.

CC 72030 (blasonnée Chalindrey et devenue CC 72130) a reçu 4 livrées : la livrée bleue d'origine, la livrée Bleu Blanc Rouge (livrée unique sur un engin à l'occasion du bicentenaire de la Révolution française, l'été 1989), la livrée Multiservices rouge et enfin la livrée En voyage en devenant CC 72130. Elle est également la locomotive diesel française totalisant le plus de kilomètres parcourus depuis sa mise en service (plus de 9 millions de km à son retrait du service le 2 avril 2017^{[réf. nécessaire]}).

CC 72061, 72062, 72064 : ont été équipées pour la traction du TGV Atlantique pour la desserte « TGV Vendée » des Sables-d'Olonne (attelage Scharfenberg...) qui a été supprimée le 11 décembre 2004. Du fait de leur moindre utilisation, ces trois machines ont fait partie du dernier carré de la série en service commercial le 13 décembre 2009.

 

La CC 72064, préservée par l'ARCET.