在东风4B型柴油机车投入批量生产之后,为了满足铁路运输对提高机车经济性、耐久性、可靠性的要求,大连机车车辆厂于1984年开始在16V280ZJB型柴油机基础上,着手研制其改进型16V240ZJC型柴油机,并于同年9月试制成第一台样机,其UIC标定功率达到4000马力(2940千瓦)。1985年9月,大连机车车辆厂在东风4B型机车基础上,试制了首台装用16V240ZJC型柴油机的东风4C型柴油机车(4001),车型代号DF4C。与东风4B型机车相比,东风4C型机车不但运用功率有所提高,无论在牵引速度、经济性方面都比东风4B型机车优越,而且在结构上也作出了改进,解决了东风4B型机车不合理的布局和惯性质量问题,并使机车重量分配更趋合理。

原型车在铁博,传说中的蓝色西瓜(外形完全参照标准4B)