Yhdysvalloista hankittujen Vr4-vaihtoveturien käyttöä haittasivat suuren akselipainon aiheuttamat rajoitukset. Käyttökokemusten perusteella todettiin, että vetureihin oli tehtävä muutoksia. Ulkoisesti näkyvin muutostyö oli satulatankin poistaminen ja vesitilan sijoittaminen hytin taakse pidennetyn polttoainesäiliön alle. Tässä yhteydessä kehystä pidennettiin ja pyörästöksi tuli 0–6–2RT. Veturin kehystä jatkettiin ja vesi- sekä polttoainesäiliötä kannattamaan sovitettiin Adamsin laahusteli. Akselipaino aleni huomattavasti. Suurin sallittu nopeus voitiin nostaa 15 km:stä/h 45 km:iin/h, joten vetureiden käyttöalue laajeni. Muutostyö tehtiin Valtionrautateiden Helsingin ja Hyvinkään konepajoilla vuosina 1950–1955, ensimmäisenä veturiin 1405. Samassa yhteydessä sarjamerkiksi annettiin Vr5 numeroiden 1400–1423 pysyessä ennallaan.
Muutostöiden seurauksena vetopyörien päällä oleva paino väheni, mistä seurasi myös taipumusta vetopyörien luistamiseen. Kattilan koetushanat korvattiin suomalaismallisilla vedenkorkeuslaseilla vuosina 1950–1952. Vr4/Vr5 -kattilat varustettiin tulistimella vuosina 1953–1955 ja valtaventtiilin avausvivusto muutettiin suomalaismalliseksi. Sarja varustettiin Müllerin paineentasausmäntäluisteilla vuosina 1953–1956. Veturiin 1423 asennettiin radiopuhelinlaitteet vuonna 1955.
Vr5-vetureita sijoitettiin Helsingin lisäksi Riihimäelle, Tampereelle ja Kouvolaan. Niitä käytettiin paljon satamapäivystykseen Helsingin ja Kotkan satamissa. Vr11 ja Vv15 (myöh. Dv11 ja Dv15) -dieselvaihtovetureiden käyttöönotto alkoi vähitellen syrjäyttää Vr5-vetureita aluksi Helsingistä ja myöhemmin myös Tampereelta ja Riihimäeltä. Uusiksi käyttöpaikoiksi tulivat Pieksämäki, Oulu, Seinäjoki ja aivan viime vaiheessa myös Joensuu ja Lahti. Veturit hylättiin vuosina 1969–1972.
In service, it rapidly became evident that modifications were going to be necessary to the class Vr4 0–6–0STs if their range of operations was to be widened beyond a few marshalling yards laid with the heaviest rails and the decision was taken to undertake a fairly substantial rebuild. The most prominent change was the removal of the saddle tank and rebuilding the water tank behind the footplate below an extended bunker. The main frame was extended and an Adams trailing truck was fitted to carry the weight of the new water tank and bunker. The axle loading was then considerably reduced, permitting the raising of the maximum speed from 15 to 45km/h; route availability was also extended. The rebuilding took place at the VR Helsinki and Hyvinkää workshops between 1951 and 1955. No. 1405 was the first to be so treated. After rebuilding the locos were reclassified Vr5 but retained the same numbers: 1400–1423.
The effect of these modifications was a reduction of weight upon the driving wheels, making them prone to slipping. Finnish-type water gauges were fitted between 1950 and 1952, the boiler was equipped with a superheater between 1953 and 1955 and the original regulator was replaced with a standard ‘Servo’ type regulator with a pilot valve and a Finnish standard type mechanism. Müller pressure equalising piston valves were fitted between 1953 and 1956. Radio telephone apparatus was installed in no. 1423 in 1955.
As soon as Vr4s were rebuilt into Vr5 class rear-tank engines, they could be dispersed to numerous yards for shunting. More Vr5 engines were allocated to Riihimäki, Tampere and Kouvola. The Vr5s proved useful as dock shunters in the ports of Helsinki and Kotka. The introduction of Vr11 and Vv15 diesel shunters gradually made the Vr5s redundant, first in Helsinki, then in Tampere and Riihimäki. New venues of employment then followed at Pieksämäki, Oulu, Seinäjoki and finally Joensuu and Lahti. Approximately half the class was withdrawn in 1969, with further withdrawals following in 1970. The final examples of this class were withdrawn in 1972.