Um verschlissene Dampfloks auf nicht elektrifizierten Strecken ersetzen zu können, bestellte die NSB 1954 drei Dieselloks von NoHAB, MaK und KHD. Die Lok von NoHAB war ein Lizenzbau der amerikanischen EMD F-Serie mit zwei Führerständen und angepasst an das europäische Lichtraumprofil. Sie entsprach größtenteils der dänischen Baureihe MY (II), war statt für 133 aber nur für 105 km/h ausgelegt. In der Zwischenzeit startete die NSB das Programm „Vekk med dampen” („Weg mit dem Dampf”), mit dem der Fuhrpark generell auf Diesel- und Elektroloks umgestellt werden sollte.
Da die Type 64 von NoHAB den beiden Konkurrenten überlegen war, bestellte die NSB für die nicht zu elektrifizierenden Strecken weitere Exemplare der nun als Di 3 bezeichneten Baureihe. Sie hatten bereits den verbesserten Motor der späteren Serien der MY (II) mit 1.950 PS. Als Anpassungen an norwegische Verhältnisse erhielten sie im Gegensatz zur MY (II) Fahrmotoren an allen sechs Achsen und Gitter vor den Frontscheiben als Schutz gegen herabfallende Eiszapfen von Brücken und Tunneln. Nach 32 Di 3a folgten drei Di 3b, die eigentlich für die finnische Staatsbahn vorgesehen waren und neben der Achsfolge (A1A)(A1A) eine Getriebeübersetzung für 143 km/h hatten.
Die Loks ersetzten unter anderem auf der Dovrebane die Type 49 „Dovregubben” im schweren Schnellzugdienst. Es mussten jedoch erst einige Brücken für die höhere Achslast der Di 3 umgebaut werden, so dass bis 1970 Dampfloks auf Hauptstrecken eingesetzt wurden. Mit zunehmender Elektrifizierung der Strecken in den südlichen Landesteilen wurden sie in die nördlichen Landesteile verdrängt, welche zum Teil bis heute nicht elektrifiziert sind.
Anfang der Achtziger wurden die Dampfheizkessel gegen einen Hilfsdiesel mit Generator ersetzt, um neuere Personenwagen beheizen zu können. Bald wurden sie zunächst vor Personenzügen von der Di 4 verdrängt. Ab den Neunzigern wurden sie im Güterzugverkehr von der Di 8 und der Class 66 ersetzt, während die letzten Personenzüge von Dieseltriebwagen übernommen wurden. Nach ihrem Ausscheiden wurden einige Di 3 an Privatbahnen verkauft, wobei sie zum Teil auch nach Schweden, Italien und Kosovo kamen.