Als William Jeffer, Präsident der Union Pacific mit seinem Zug an einer Steigung hängen geblieben war, kam die initiale Bestellung für die FEF-Serie zu Stande. Die damals verwendete Lok der Klasse 7000 mit Achsfolge 2'D1' sollte einen stärkeren Nachfolger für den gemischten Dienst bekommen, was zur Achsfolge 2'D2' führte. Diese Achsfolge war bei anderen US-Bahngesellschaften bereits in Verwendung und führte zur Bezeichnung „Four-Eight-Four” (4-8-4).

Die ersten 20 Loks der Klasse FEF-1 wurden 1938 von ALCO geliefert und hatten Kuppelräder mit einem Durchmesser von 77 Zoll oder 1.956 mm. Mit Wälzlagern an allen Achsen wurde der Rollwiderstand reduziert und sich verjüngende Treibstangen sorgten dafür, dass die beweglichen Massen reduziert wurden. Damit konnten sie problemlos und ohne Sicherheitseinbußen eine Geschwindigkeit von 110 mph oder 177 km/h fahren.

Im folgenden Jahr wurden 15 FEF-2 geliefert, die nun einen Kuppelraddurchmesser von 80 Zoll (2.032 mm), größere Zylinder und einen höheren Kesseldruck hatten. Sie waren nun für 120 mph oder 193 km/h freigegeben. 1944 folgten noch einmal zehn FEF-3, da auf Grund des Krieges keine Dieselloks für Personenzüge erhältlich waren.

Die Loks der FEF-Serie sind dafür bekannt, dass sie am Zughaken zwischen 4.000 und 5.000 PS leisteten und häufig größere Strecken mit mehr als 100 mph (161 km/h) zurücklegten. 1946 wurden alle auf Ölfeuerung umgebaut, wobei die Tender nun 6.550 Gallonen Öl statt 25 short tons Kohle fassten.

In den letzten Jahren wurden die Loks überwiegend für Güterzüge eingesetzt, bevor sie zu Ende der Fünfziger ausgemustert wurden. Lediglich die Nummer 844 wurde als einzige US-Dampflok niemals offiziell ausgemustert und seitdem ohne große Unterbrechungen für Sonderfahrten eingesetzt. Sie trug zwischenzeitlich die Nummer 8444 und ist heute von vier erhaltenen Maschinen die einzige fahrbereite.

In den Dreißigern war die Union Pacific auf der Suche nach einer stärkeren Lok, mit der schwere Personen- und Güterzüge schneller über Bergstrecken wie den Wasatch Grade befördert werden können. Obwohl man mit der Klasse 9000 bereits eine sechsfach gekuppelte Lok im Einsatz hatte, entwarf man die bald „Challenger” genannte Lok als Gelenklok, in den USA „articulated” genannt. Während die meisten anderen Gelenkloks für große Zugkräfte bei geringer Geschwindigkeit ausgelegt waren, entwarf die Union Pacific diese Loks nun für Geschwindigkeiten von mehr als 60 mph bzw. 97 km/h.

Das erste Produktionslos stammte wie alle weiteren vom ALCO-Werk in Schenectady und wurde als Klasse CSA-1 bezeichnet. Mit integral gegossenen Rahmen und Rollenlagern an allen Achsen konnte man die angepeilten Geschwindigkeiten problemlos erreichen. Während das vordere, zweiachsige Drehgestell für eine ausreichende Fahrstabilität sorgte, ermöglichte das nachlaufende, zweiachsige Drehgestell eine große Feuerbüchse. 

Im folgenden Jahr wurden 25 CSA-2 gebaut, die fast baugleich waren. Ein Unterschied war jedoch die um etwa 10.000 Pound erhöhte Reibungsmasse. Sechs dieser Loks wurden mit einer Dampfheizung ausgestattet, um Personenzüge ziehen zu können. Ein Unterschied innerhalb der ersten 40 Maschinen war, dass diese zum Teil Worthington-Speisewasservorwärmer und zum Teil Sellers-Abdampfinjektoren hatten.

Nachdem man festgestellt hatte, dass die Challenger die 3.250 Tonnen schweren Güterzüge am Wasatch Grade alleine nicht mehr bewältigen konnte, entwickelte man auf deren Basis eine noch stärkere Lok. Dies war die Klasse 4000 „Big Boy”, die zwei zusätzliche Kuppelachsen hatte. Kurz darauf überarbeitete Otto Jabelman die Challenger, wobei er wiederum Neuerungen von der Big Boy einarbeitete. Nachdem die größere Schwester angelehnt an ihre Achsfolge die Klassennummer 4884 erhielt, wurden die neuen Challenger nun zur Klasse 4664 statt CSA.

Die neuen Serien hatten nun einen höheren Kesseldruck und dafür kleinere Zylinder. Es wurde eine Verbindung zwischen den Fahrwerksgruppen eingebaut, die die Gewichtsverteilung verbesserte. Außerdem wurden nun alle Loks für den Einsatz mit Personenzügen ausgerüstet. Die siebenachsigen Tender fassten nun 56.000 Pound (25,4 t) Kohle und 25.000 Gallonen (94.600 l) Wasser.

Die ersten überarbeiteten Challenger waren die 20 Loks der Klasse 4664-3, die 1942 gebaut wurden. 1943 folgten 25 4664-4, die sich im Wesentlichen nur durch ein um 6.500 Pound höheres Gewicht unterschieden. Da auf Grund des Krieges weniger hochfeste Stähle verfügbar waren, hatten diese einen schwereren Rahmen. Sechs baugleiche Loks gingen an die D&RGW, die 1946 zur Clinchfield Railroad gingen. Die letzten 20 Challenger bildeten die Klasse 4664-5, die 1944 ausgeliefert wurden. Um diese in den Nummernbereich ab 3900 einordnen zu können, wurden die CSA-1 und -2 in 3800 umgezeichnet und die neuen Loks mit den Nummern 3930 bis 3949 versehen.

Obwohl alle Challenger mit Kohlefeuerung ausgeliefert wurden, wurden bereits 1937 die sechs CSA-2 für den Personenzugdienst auf Ölfeuerung umgebaut. Die Öltender fassten statt der 22.000 Pound (20 t) Kohle nun 6.000 Gallonen (22.700 l) Öl und ebenfalls 18.000 Gallonen (68.000 l) Wasser. Alle anderen CSA-1 und -2 wurden 1942 und 1943 ebenfalls auf Öl umgebaut. 1950 wurden zehn von diesen wieder auf Kohle umgebaut und noch im gleichen Jahr erfolgte der Rückbau auf Öl. Auch 18 Loks der Klassen 4664-4 und -5 wurden auf Öl umgebaut. Zur Unterscheidung der Treibstoffarten wurden einige Loks mit Nummern ab 3700 versehen. Die noch mit Kohle gefeuerten Challenger erhielten später einen Aufsatz auf dem Tender, der die Kapazität von 28 auf 32 short tons erhöhte.

Die Verschrottung der meisten Challenger fand zwischen 1956 und 1961 statt. Heute sind noch zwei Stück erhalten, die beide zur Subklasse 4664-4 gehören. Die 3977 ist nicht einsatzfähig und steht in North Platte, Nebraska. Die 3985 war ab 1981 wieder im Einsatz und wurde auf Grund technischer Probleme 2010 abgestellt. Nachdem die Big Boy Nr. 4014 wieder einsatzbereit war, wurde sie 2020 offiziell ausgemustert. 2022 wurde sie jedoch gemeinsam mit zwei anderen Loks an die Non-Profit-Organisation „Railroading Heritage of Midwest America” gespendet und wird nun von dieser wieder aufgearbeitet.

Nach dem Erfolg der Challenger plante die Union Pacific, Expressgüterzüge auf dem Wasatch Grade und dem Sherman Hill zukünftig nur noch von einer Lok ziehen zu lassen. Zum Ziehen der Züge mit 3.600 short tons und mehr wurde berechnet, dass eine Reibungsmasse von 540.000 Pound oder 245 Tonnen benötigt werden würde. Die Rostfläche sollte ausreichend groß sein, um auch mit minderwertiger Kohle eine große Leistung entwickeln zu können. Dies erforderte acht Kuppelachsen und zudem vier Laufachsen, um einen ausreichend starken Kessel tragen zu können. Gleichzeitig sollten die Loks konstruktiv für eine Geschwindigkeit von 80 mph oder 129 km/h ausgelegt sein.

Die so entwickelte Lok war die schwerste, wenn auch nicht stärkste konventionelle Dampflok aller Zeiten. Wie die meisten neueren amerikanischen Gelenkloks, hatten sie vier Zylinder mit einfacher Dampfdehnung und waren somit keine echten Mallets. Die Betriebsnummern starteten ab 4000, tatsächlich erhielt die Klasse mangels eines Namens für die Achsfolge die Bezeichnung 4884. Die Union Pacific wollte sie erst offiziell „Wasatch” nennen, es setzte sich jedoch der inoffizielle Name „Big Boy” durch. 1941 wurden 20 Loks der Klasse 4884-1 gebaut und 1944 fünf weitere der Klasse 4884-2.

Um Begegnungen von zwei Big Boys zu ermöglichen, mussten die Gleisabstände in vielen Bögen vergrößert werden. Mit engen Kurven an sich hatte das Fahrwerk keine Probleme. Sie zogen in der Praxis auch Züge von 6.000 short tons und erreichten mit leichteren Zügen auch häufig ihre zugelassene Geschwindigkeit von 70 mph bzw. 113 km/h. Die Nummer 4005 wurde auf Ölfeuerung umgebaut, aber nach kurzer Zeit wieder auf Kohlefeuerung zurückgebaut. Später erhielten sie einen Aufsatz auf dem Tender, der die Kapazität von 28 auf 32 short tons erhöhte.

In den Fünfzigern wurden die Big Boys gegen die Gasturbinenloks ersetzt. So fand 1959 die letzte kommerzielle Fahrt mit einem Güterzug statt. Die 20 Loks der ersten Serie erreichten alle eine Laufleistung von knapp über einer Million Meilen. Heute existieren noch insgesamt acht Big Boys. Die 4014 wurde als einzige wiederaufgebaut und ist seit 2019 wieder betriebsfähig. Sie ist damit heute die stärkste betriebsfähige Dampflok.

Da in den Zwanzigern die gelenkigen Güterzuglokomotiven noch nicht die gleichen Geschwindigkeiten wie fünffach gekuppelte erreichten, ließ die Union Pacific die Klasse 9000 mit sechs Kuppelachsen in einem Rahmen entwickeln. Die einzigartige Achsfolge mit einem zweiachsigen Vorlaufdrehgestell, sechs Kuppelachsen und einer Nachlaufachse wurde von der UP „Union Pacific” genannt. Der Prototyp von 1926 erhielt offiziell die Klassenbezeichnung UP-1, während weitere Serien als UP-2 bis UP-5 bezeichnet wurden.

Nur die vierte Kuppelachse hatte keine Spurkränze, dafür konnten die erste und sechste um zwei Zoll seitlich verschoben werden. Um den Dampf des großen Kessels nutzen zu können, wurden drei Zylinder verbaut. Der mittlere lag schräg nach oben versetzt und wurde über eine Gresley-Steuerung von den äußeren Zylindern gesteuert.

Neben der UP erhielten auch zwei Tochtergesellschaften weitere Loks dieses Typs, so dass die Gesamtzahl letztlich 88 erreichte. Dies waren acht bei der Oregon–Washington Railroad and Navigation und 15 bei der Oregon Short Line Railroad. Obwohl sie nur für Geschwindigkeiten von 35 mph (56 km/h) vorgesehen waren, erreichten sie mit Güterzügen häufig 45 bis 50 mph und konnten bei guter Laufruhe problemlos 60 mph (97 km/h) erreichen.

Ihr Einsatzgebiet konzentrierte sich auf Nebraska, wo sie die Geschwindigkeit der Güterzüge im Flachland erhöhten. Es zeigte sich jedoch, dass die Gleitlager der Gresley-Steuerung einen hohen Verschleiß hatten. Nur bei acht der ältesten Loks wurde diese gegen eine Walschaerts-Steuerung ersetzt und bei den ab 1928 gebauten Maschinen erhielt die Gresley-Steuerung Rollenlager.

Im Zweiten Weltkrieg mussten sie hart arbeiten und wurden nicht mehr ausreichend gewartet. Dies hatte zur Folge, dass einige bereits während des Kriegs stillgelegt wurden. Zwischen 1953 und 1956 erfolgte die Ausmusterung der gesamten Klasse. Die einzig erhaltene Lok ist der Prototyp mit der Nummer 9000. Sie ist nicht betriebsfähig und gehört der Railway & Locomotive Historical Society in Pomona, Kalifornien.

Die (1'D)D-Mallet-Lokomotiven der Union Pacific und ihrer Tochtergesellschaften wurden als Klassen MC-2 bis MC-6 bezeichnet. Alle Serien zeichneten sich durch 57-Zoll-Kuppelräder (1.448 mm) und Zylinder mit Durchmessern von 26 und 41 Zoll (660 und 1.041 mm) aus und wurden von ALCO-Brooks oder ALCO-Schenectady gebaut. Ihr Haupteinsatzgebiet waren die Rampen in Wyoming, wie der berühmte Sherman Hill. Die UP nannte sie „Bull Mooses“, ein Begriff, der manchmal für diese Achsfolge im Allgemeinen verwendet wird.

Jede der fünf Unterklassen bezeichnet eine Serie, die sich nur geringfügig von den anderen unterscheidet. Die ersten waren 16 MC-2, die 1918 von Schenectady gebaut wurden, während alle späteren Serien von Brooks gebaut wurden. Es handelte sich um 19 MC-3 im Jahr 1920 und zehn MC-4 im Jahr 1923, wobei letztere etwas abweichende Kesselabmessungen aufwiesen. Die 20 MC-6, die 1924 gebaut wurden, hatten weniger Heizrohre, aber dank Thermosiphons eine größere Heizfläche in der Feuerbüchse. 

Zwischen 1936 und 1937 wurden die meisten auf Ölfeuerung umgerüstet und ihre Betriebsnummern von 3600 auf 3500 geändert. Ein größerer Umbau fand zwischen 1937 und 1946 statt, als sie auf einfache Dampfdehnung umgebaut wurden und die einzelnen Unterklassen in SA-C-2 bis SA-C-6 umbenannt wurden. Sie erhielten kleinere Zylinder mit einem Durchmesser von nur 23 Zoll und auch der Hub wurde reduziert. Obwohl der Kuppelraddurchmesser um zwei Zoll vergrößert wurde, war die resultierende Zugkraft nun größer als zuvor im Verbundbetrieb.

Bereits in den späten zwanziger Jahren führte die Einführung der schnelleren und leistungsfähigeren 2'F1' der Klasse 9000 dazu, dass die Bull Mooses nicht mehr für den schnellen Güterverkehr eingesetzt wurden. Als die Challenger eingeführt wurden, wurden sie nur noch als Schubloks auf den Steigungen eingesetzt. In dieser Rolle wurden sie zwischen 1947 und 1954 ausgemustert.

Im Jahr 1868 lieferte Rogers fünf 4-4-0-Loks an die Union Pacific, von denen die Nummer 119 es zu großer Berühmtheit schaffte. Zum Lückenschluss der First Transcontinental Railroad am 10. Mai 1869 war sie die Lok, die die Union Pacific zusammen mit ihrem Vizepräsidenten, Thomas C. Durant, zum Promontory Summit in Utah brachte. Sie nahm dort gemeinsam mit der „Jupiter” der Central Pacific an der Zeremonie teil, von der ein berühmtes Foto erhalten ist. 1979 wurde eine Replika von den O'Connor Engineering Laboratories gebaut, die heute noch existiert.

Die ersten 16 Stück dieser ölgefeuerten Ten-wheeler wurden 1908 an die Western Pacific geliefert, gefolgt von 20 weiteren im folgenden Jahr. ALCO-Brooks rief je Lok einen Preis zwischen 13.247 und 14.585 Dollar ab. Mit diesen Loks wurde 1910 der Personenverkehr durch den Feather River Canyon eröffnet. Sie wurden schon zeitnah mit Überhitzern nachgerüstet. Die meisten wurden in den Dreißigern oder Vierzigern ausgemustert. Die 94 war bis 1953 im Einsatz, wurde bei der 50-Jahr-Feier der Western Pacific gezeigt und von 1979 bis 1986 vor Sonderzügen eingesetzt.