Das Leben der Klasse 31 begann eigentlich als Klasse 30, auch bekannt als Brush Type 2. Die ab Oktober 1957 eingesetzten Loks waren sechsachsige Maschinen mit vier angetriebenen Achsen, die mit einem Mirlees JVS12T mit 1.250 oder 1.365 PS ausgerüstet waren. Die Laufachsen lagen in der Mitte der Drehgestelle und hatten einen Raddurchmesser von 1.003 mm, während die angetriebenen Räder einen Durchmesser von 1.092 mm hatten. Da sich die Mirlees-Motoren nicht bewährten, wurde eine Maschine 1964 mit dem Motor der Klasse 37 ausgerüstet. Da sich die volle Leistung bei vier Fahrmotoren nicht ausnutzen ließ, verwendete man den Motor ohne Ladeluftkühler mit einer Leistung von 1.470 PS. Da diese Kombination deutlich besser war, wurden zwischen 1965 und 1969 alle restlichen 262 Exemplare gleichermaßen umgebaut und nun als Klasse 31 geführt.
Die erste Serie verfügte noch über eine zugelassene Höchstgeschwindigkeit von 80 mph (129 km/h) und eine elektromagnetische Steuerung für die Doppeltraktion. Spätere Maschinen erhielten eine elektropneumatische Steuerung und wurden als Klasse 31/1 bezeichnet, die erste Serie wurde nachträglich zur Unterscheidung zur 31/0. Bald wurde die Höchstgeschwindigkeit auf 90 mph (145 km/h) heraufgesetzt. Die Kästen zur Anzeige der Zugnummern wurden oberhalb der Führerstandsfenster angebracht und die erste Serie ohne diese Kästen wurde bald als „Skinheads” bekannt. Da die Loks über eine Dampf-Zugheizung verfügten, wurden sie vor Personen- und Güterzügen eingesetzt. Die Einsätze erfolgten vorrangig auf Nebenstrecken oder als Verstärkung mit leichten Zügen. Später wurden 70 Loks mit einer elektrischen Zugheizung ausgestattet und als Klasse 31/4 bezeichnet. Da diese bis zu 330 kW von der ohnehin nicht sehr großen Motorleistung abzweigten, kamen diese Loks meist zum zusammenstellen und Vorheizen von Personenzügen zum Einsatz.
Als in den Achtzigern die Dieseltriebwagen der Sprinter-Serie die leichten Personenzugdienste übernahmen, wurde die Klasse 31 fast nur noch für Güterzüge verwendet. Dabei wurden meist die Leitungen für die Zugheizung entfernt, um einem zeitweisen Ausleihen an den Personenzug-Geschäftsbereich vorzubeugen. Nach der Privatisierung kamen die Loks zu vielen verschiedenen Betreibern. Dort kommen sie zum Beispiel zum Einsatz, um zusätzliche Leistung für Personenzüge bereitzustellen. Dafür wurden durch einige Loks die Leitungen für die Zugheizung geführt, ohne dass Leistung von den Loks selber abgezweigt werden muss. Andere Exemplare kommen im Top-And-Tail-Betrieb zum Einsatz, d.h. als Personenzug mit je einer Lok vorne und hinten, um nicht verfügbare Triebwagen zu ersetzen. Solche Einsätze konnten und können seit der Privatisierung mit verschiedenen älteren Dieselloks beobachtet werden. Network Rail, der Betreiber des britischen Streckennetzes, verwendet die Klasse 31 für Messzüge im gesamten Netz. Diese sind an der gänzlich gelben Lackierung von Lok und Wagen zu erkennen. Etwa 26 Exemplare wurden für den Betrieb auf Museumsbahnen aufgekauft.