Die erste sechsachsige Variante der neuen Generation mit neuen Motoren war die SD45, deren Motor über 20 Zylinder verfügte und 3.600 PS leistete. Grundsätzlich war man damit dem Konkurrenten General Electric voraus, da dieser zu diesem Zeitpunkt noch keine sechsachsigen Loks mit mehr als 3.000 PS im Angebot hatte. Dennoch war der große Motor bei EMD nicht ohne Probleme. Es kam manchmal zu Brüchen der Kurbelwelle, da sich der lange Motorblock unter Last verwinden konnte. Dies wurde mit der Zeit behoben, jedoch kauften viele Kunden stattdessen lieber die nächst schwächere Variante. Dies war die SD40, die schon einen Monat nach der SD45 auf den Markt kam und 3.000 PS aus 16 Zylindern schöpfte. Insgesamt erzielten beide fast die gleichen Verkaufszahlen mit je 1.260 und 1.268 Stück. Während die SD45 nur in den USA abgesetzt werden konnte, war die SD40 besonders in Kanada erfolgreich mit insgesamt 330 Stück, weitere 72 gingen nach Mexiko. Vier Exemplare für Brasilien waren für die dortige Spurweite von 1.600 mm gebaut worden.

Analog zur GP38 entstand auch eine SD38 ohne Turbolader mit 2.000 PS. Größter Abnehmer der normalspurigen Variante war Penn Central mit 35 Stück, außerdem entstanden 28 weitere für in- und ausländische Kunden. Die brasilianische Staatsbahn bestellte 45 SD38M in der 1.600-mm-Breitspur. Auch eine SD39 entstand ab 1968, die über den kleineren, aufgeladenen V12 mit 2.300 PS verfügte. Da der Motor weniger Platz benötigte und die Aufbauten deswegen kürzer waren, entstanden bei gleicher Gesamtlänge größere Plattformen an beiden Enden der Lok. Sie wurde 54 mal gebaut, wovon 26 Stück an die Southern Pacific und 20 an die Santa Fe gingen. Davon abgeleitet bestellte die Milwaukee Road 1969 zehn SDL39 mit dem selben Motor, die auf eine möglichst geringe Gesamtmasse gebracht wurden und damit eine Achslast von nur 18,9 Tonnen aufbrachten. Sie wurden Ende der Achtziger an die chilenische FEPASA verkauft.

Für den Einsatz vor Personenzügen wurde schon ab 1966 die SDP40 angeboten. Sie bekam eine Zugheizung, eine Übersetzung für 83 mph, andere Kupplungen und ein Bremssystem, das im Gegensatz zu den ansonsten in den USA eingesetzten Bremsen auch stückweise gelöst werden konnte. Da der Rahmen der SD40 lang genug für die zusätzliche Ausrüstung war, blieb die SDP40 bei der gleichen Gesamtlänge, auch wenn die Aufbauten länger waren. Es wurden acht Stück an die Great Northern verkauft und zwölf an die mexikanische Staatsbahn. Ab 1967 war auch die SDP45 verfügbar, die zur gleichzeitigen Unterbringung des größeren Motors und der Zugheizung um fünf Fuß verlängert wurde. Erstkunden waren die Southern Pacific und die Great Northern mit jeweils zehn und acht Maschinen. Später folgten insgesamt 34 weitere für die Erie Lackawanna. Letztere setzte die Loks später nur noch im Nahverkehr ein und stattete sie zum Erreichen einer besseren Beschleunigung mit einer kürzeren Übersetzung und einer anderen Schaltung der Fahrmotoren aus.