波音707的发动机由最初的涡轮喷气发动机更换为效率更高、性能较好的涡轮风扇发动机。作为第一种真正成功的喷气式飞机，波音707也有不少改型应用在军事方面，军用型除KC-135外还包括美空军的E-3、E-6和E-8等。此外，美国过去总统专机的也是由波音707改装而成。

波音707一共生产1010架，民用型波音707在1978年停产，生产线最终于1991年关闭，1992年5月交付最后一架军用型。

　　包括美国在内的不少国家的空军购买了军用型波音707或对B707进行改装，主要用于军事运输、空中加油、电子作战、预警。由于这些军用型比较经典，在这里也对其进行进行简要介绍

　　E-3系列：(E-3 Sentry“望楼”)，大型预警机，波音707数量最多的军用改型，外观上与民用型有很明显的区别，在机身中部上方安装了一个巨大的雷达天线罩，此外，机内加装了相关的大量电子设备，配备AWACS(Airborne Warning and Control System)机载预警与控制系统，能成为在作战战区中的指挥和通信中心，1977年开始投入使用。

　　E-6：(E-6 Mercury“水星”)，潜艇通信中继机。在海军中服役，配备TACAMO(Take Charge and Move Out)抗毁战略通信系统，音译“塔卡木”。用于在战争情况下，确保国家指挥当局有效的与海军舰艇的通信联络。

　　E-8：配备JSTARS“联合监视目标攻击雷达系统”(Joint Surveillance Target Attack Radar System)，能够进行实时的广阔区域监视和远程目标攻击指挥能力，以便提供战况进展和目标变化的迹象和警报。外形上的特点是在机身下装有一个12米长的雷达舱，即图中前机身下白色长形物体。1991年，尚在试验阶段的E-8即投入海湾战争进行实战检验。

　　C-137、C-18：军用运输型

VC-137专机型：美国还改装两架波音707飞机作为美国总统专机使用，于1972年12月正式开始在美国空军服役，(注册号62-6000、72-7000)