和谐3D型电力机车（HXD3D），是目前正在批量列装、用于中国铁路的交流电传动干线准高速客运电力机车车型，现时产量已逾700台，主要担当直达及特快列车的牵引任务。
HXD3D型机车是交流电传动六轴干线客运电力机车，由中国北车集团大连机车车辆有限公司研发及生产，已于2013年批量生产。车型代号HXD3D（数字是生产厂商代号：3代表大连机车），一般称为“和谐”3D型电力机车（车辆编号HXD3Dxxxx）。总功率7200kw，最大运营速度160km/h。HXD3D型机车可缓解全路准高速机车运用的紧张状况，使得既有提速铁路线大量增开特快列车，填补中国内地交流传动大功率机车在准高速范围内实际运用的空白。
本型机车的牵引系统，由属于庞巴迪TRAXX车系的和谐3B型电力机车衍生并改良而成（但核心技术仍由东芝公司提供），因此其磁励音类似TRAXX车系中最新款的TRAXX 3客货运混合动力机车（以电力驱动时），但牵引力、最高速度等技术指标均较TRAXX 3高；机车外观色彩与涂装设计由德国TRICON DESIGN AG 完成。在配备方面，本型机车使用DSA-200D型受电弓，与多数采用TSG-15或DSA-200的交流电机车不同；而牵引系统由中车永济电机制造，采用东芝公司提供技术及部件。此外，机车控制系统界面（TCMS）亦采用东芝产品。
据中国北车集团大连机车车辆有限公司和中国铁路总公司相关文件电报通知：由大连机车自主研发的HXD3D型准高速交流大功率电力客运机车，第一批次50台已完成生产任务，已于2013年9月15日正式配属沈阳铁路局沈阳机务段。两台实验机车实际配属在沈阳机务段。大连机车厂HXD3D0003橙色涂装在环铁实验结束后送至大同电力机车厂后改车号HXD3D8001，新补造HXD3D0003为全新量产红色涂装。HXD3D8001在北京环铁实验时，依然沿用大连机车厂的实验橙色涂装，只是8和1的两个数字有区别。
第一批HXD3D于2014年1月13日在春运前夕投入使用，首批40台配属沈阳、西安、兰州铁路局。其后，北京铁路局、南昌铁路局、昆明铁路局、呼和浩特铁路局和济南铁路局也陆续开始配属该型机车。
在2014年7月1日的运行图调整中，京广、衡柳、柳南及京广、沪昆跨线机车交路贯通，和谐3D型电力机车开始执行超长交路。其中，北京西至昆明的T61/62次列车和T239/240次列车改用配属昆明机务段的HXD3D一机直达后即以3212公里的距离创下中国铁路机车单次运行里程之最，而南宁铁路局的4对进京普速列车（T5/6、T285/286、K21/22、K157/158）也由配属北京铁路局北京机务段的HXD3D型一机直通广西。此外，京九铁路部分旅客列车（如京福Z59/60次、京深Z107/108次）在南昌以北的交路也由南昌铁路局的HXD3D型担当。
HXD3D型主要用于牵引电气化铁路上运行的直达和特快旅客列车（含旅游列车），有时也会牵引使用25G型DC600V车体的快速列车（如K21/22次列车）。
2019年4月10日起，京局京段HXD3D亦开始担当京九直通车的本务机车。
除各大铁路局外，南宁局集团全资附属的广西沿海铁路股份有限公司（简称沿海公司）亦配属两台HXD3D，这两台机车于2015年4月开始担当北海-防城港城际特快列车的本务机车，成为HXD3D在华南的唯一用家。
所有已命名机车均挂上一个红底金边（由长方形底板加上图案圆板）的牌号（不包括雷锋号），而配属局牌号则改用中易隶书（而非以往韶山系列电力机车的仿宋体）。
