包括美國在內的不少國家的空軍購買了軍用型波音707或對B707進行改裝，主要用于軍事運輸、空中加油、電子作戰、預警。由于這些軍用型比較經典，在這里也對其進行進行簡要介紹 E-3列：（E-3 Sentry“望樓”），大型預警機，波音707數量最多的軍用改型，外觀上與民用型有很明顯的區別，在機身中部上方安裝了一個巨大的達天線罩，此外，機內加裝了相關的大量電子設備，配備AWACS(Airborne Warning and Control System）機載預警與控制系統，能成為在作戰戰區中的指揮和通信中心，1977年開始投入使用。
E-6：(E-6 Mercury“水星”)，潛艇通信中繼機。在海軍中服役，配備TACAMO（Take Charge and Move Out）抗毀戰略通信系統，音譯“塔卡木”。用于在戰爭情況下，確保國家指揮當局有效的與海軍艦艇的通信聯絡。
E-8：配備JSTARS“聯合監視目標攻擊雷達系統”(Joint Surveillance TargetAttack Radar System)，能夠進行實時的廣闊區域監視和遠程目標攻擊指揮能力，以便提供戰況進展和目標變化的跡象和警報。外形上的特點是在機身下裝有一個12米長的雷達艙，即圖中前機身下白色長形物體。1991年，尚在試驗階段的E-8即投入海灣戰爭進行實戰檢驗。
