Le R302 sono in assoluto da considerarsi tra le migliori locomotive ad aver circolato sulla rete a scartamento ridotto della Sicilia ad aderenza naturale, un merito certamente acquisito sul campo. Di fatto sono la versione a vapore surriscaldato delle “progenitrici” R301 e questa discendenza è palese già dall’aspetto generale: le dimensioni e i molti particolari rendono le macchine, a prima vista, praticamente identiche. La caldaia e i cilindri furono i componenti che ovviamente subirono le maggiori modifiche rispetto alla serie 301: i tubi bollitori furono ridotti a 76 ( rispetto ai 180 delle R 301) e vennero applicati 48 tubi contenenti gli elementi surriscaldatori; il diametro complessivo dei cilindri aumentò da 380 a 410 mm e i distributori del vapore divennero cilindrici (ricordiamo che sulle R 301 questi erano erano piani). Con tali modifiche il peso di queste piccole ma prestanti locomotive salì a 37,5 tonnellate (le R 301 pesavano 36 t) di cui 32,2 t aderenti; la velocità massima rimase ferma a 50 km/h però la potenza aumentò considerevolmente, di ben 100 cv (420 cv contro i 320 delle cugine R301).

Ovviamente anche su queste locotender venne installato il freno a vuoto tipo Hardy. Furono in tutto realizzati 42 unità, le prime 22 macchine uscirono dagli stabilimenti della “Costruzioni Meccaniche” di Saronno nel 1922 mentre altri 20 esemplari furono assemblati tra il 1927 ed il 1928 dalla “Costruzioni Meccaniche e Navali” di Napoli. Le R302 si possono distinguere in due serie: le macchine dalla 001 alla 030 si caratterizzarono per casse dell’acqua con dimensioni uguali a quelle delle R301 e con il serbatoio della riserva del vuoto posizionato sul praticabile sinistro, mentre la serie 031-042 presentò delle cisterne più lunghe e capienti che diminuirono molto lo spazio sul praticabile, ciò obbligò a spostare il serbatoio della riserva del vuoto sul lato sinistro, sotto la cabina. Anche le R302 vennero inviate in Africa durante il periodo coloniale: tra il 1922-23 e il 1936 furono trasferite in tutto 13 unità, tutte ormai perse. Due R302 (la 008 e 038) vennero inoltre noleggiate per un anno alla SAFS (linea Siracusa-Ragusa-Vizzini).
Sul finire degli anni ’40 le FS intrapresero una seconda campagna di sperimentazione sull’uso della nafta sulle locomotive a vapore (la prima fu fatta all’inizio del secolo su locomotive del gruppo 470 del deposito di Torino, con risultati deludenti), ciò dopo aver acquisito esperienza sulle locomotive di origine U.S.A del gruppo 736. In totale 109 locomotive vennero trasformate per l’alimentazione a nafta, tra queste anche le R302 che, viste le ridotte dimensioni del forno, ben si prestavano a tale sistema. Le modifiche ricevute furono infatti assai modeste: di fatto il forno subì la maggiorazione della parte superiore (voltino), il nuovo rivestimento - con materiale refrattario - delle pareti anteriori e laterali e l’installazione di uno spruzzatore del combustibile sotto la boccaporta. I serbatoi della nafta sulle R 302 vennero posizionati uno dietro la cabina (al posto della cassa del carbone) e l’altro, il più famoso e “caratterizzante”, di forma squadrata tra il duomo e il fumaiolo (il leggendario “cubo”); il carbone continuò comunque a servire durante lo stazionamento e l’accensione e veniva depositato in un contenitore di legno in mezzo alla cabina davanti alla boccaporta, riducendo di fatto lo spazio in cabina. Mentre nel 1956 le locomotive a scartamento normale alimentate a nafta e ancora in servizio vennero riportate all’alimentazione a carbone, le 35 R302 mantennero fino all’accantonamento tale sistema di alimentazione.
 Le R302, nel corso della loro lunga e faticosa carriera, trainarono di tutto, dai treni passeggeri (anche con 4 carrozze) ai misti e, soprattutto, convogli merci, specie dopo l’arrivo nel 1950 delle RALn 60; il loro accantonamento iniziò con l’avvento delle automotrici, che le scalzarono quasi subito dai turni sui treni passeggeri (tanto che di fatto, ad oggi non esiste nemmeno una carrozza perchè tutte demolite ben prima della fine dello scartamento ridotto, rese inutili dalle “littorine” Fiat). Gli ultimi servizi furono svolti nel 1982, poi le R302 spensero i forni con l’arrivo dei due RD142.
Le unità giunte fino a noi (dopo la colpevole demolizione nel 2000 dei tre esemplari accantonati a Castelvetrano) sono solo due:

• R302.019, esposta al Museo Nazionale di Pietrarsa
• R302.038, monumentata  dentro la ditta ASI s.p.a di Marcon in provincia di Venezia.