W eksploatacji przegrzewacz Ł40 okazał się bardziej wydajny i ekonomiczny. Ujemną cechą w porównaniu z parowozem 2-3-2W było jednak wykonanie głównych podzespołów specjalnie dla nowych parowozów, bez dążenia do ujednolicenia ich z już produkowanymi maszynami. W 1940 roku na podtrzymującym wózku osi tocznych parowozu nr 1 zainstalowano buster, co polepszyło własności w zakresie ruszania z miejsca i podjazdów pod wzniesienia z małymi prędkościami.
Eksploatacja thumb|left|Parowóz 2-3-2K nr 1 Pierwszą lokomotywę w 1938 roku poddano dokładnym próbom i przy prędkości 149,2 km/h osiągnięto moc 3070 KM. 24 kwietnia 1938 roku parowóz osiągnął prędkość 160 km/h. 29 czerwca 1938 roku ze specjalnym czterowagonowym pociągiem parowóz osiągnął rekordową w ZSRR prędkość 170 km/h na odcinku Lichosławl − Kalinin.
Oba parowozy następnie weszły do eksploatacji na Kolei Oktiabrskiej, prowadząc pociągi pospieszne i ekspresowe. Prowadziły one między innymi ekspres „Krasnaja strieła” (Czerwona Strzała) z Leningradu do Moskwy, którego czas jazdy mógł dzięki temu wynieść 8 godzin. W jednym przypadku, nadrabiając opóźnienie, parowóz tego typu pokonał odcinek Bołogoje – Moskwa (331 km) w 3 godziny.