TSD09型柴油动车组的标准编组形式为4节全动车车厢编组（Mc+2M+Mc），由2节设有司机室的动车车厢和2节中间动车车厢组成；三茂铁路公司订购的列车采用了5节“四动一拖”车厢编组（Mc+M+T+M+Mc），在标准编组中增加一节无动力的中间拖车车厢。
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