Эксплуатацию "варнинг старов" в ВВС осуществляли специально сформированные 551-е и 552-е крылья ДРЛО и управления, дислоцированные на авиабазах "Отис" (штат Массачусетс) и "Мак Келлан" (штат Калифорния). Но ЕС-121С прослужили в этих частях недолго - после поступления на вооружение более современных модификаций девять таких машин (одна из них разбилась в 1954 году) переоборудовали в учебные самолеты ТС-121С для подготовки бортоператоров.

Основным типом самолета ДРЛО в ВВС США стала следующая модификация "Варнинг Стара" - RC-121D (с 1962 г. - EC-121D). Так же, как и предшествующая, она создавалась на базе флотского WV-2, но отличалась наличием дополнительных топливных баков на законцовках крыла и более эргономичным оборудованием операторской кабины.

ВВС получили 72 вновь построенных RC-121D, причем большинство из них - 45 единиц - было первоначально заказано как WV-2 для ВМС, но в 1952-53 финансовых годах эти заказы передали военно-воздушным силам. В 1954 и 1955 годах было заказано "с нуля" соответственно пять и 22 RC-121D. Наконец, 73-й экземпляр этой модификации был получен путем переоборудования одного из транспортников С-121С. В ценах того времени каждый RC-121D обходился американской казне более чем в два миллиона долларов.

Внедрение полуавтоматической системы ПВО SAGE обусловило необходимость модернизации оборудования самолетов ДРЛО, чтобы они могли взаимодействовать с этой системой. Начиная с 1962 г. 42 самолета EC-121D получили аппаратуру для автоматической передачи данных наземным станциям. Передающая антенна монтировалась в небольшом обтекателе наверху фюзеляжа. Модифицированные таким способом машины обозначались ЕС-121Н. Два экземпляра EC-121J, также переделанных из ранних модификаций, несколько отличались составом бортового оборудования.

Вершиной развития самолетов ДРЛО, созданных на базе "Созвездия", стала четверка машин ЕС-121Q, на которых радары AN/APS-45 были заменены РЛС AN/APS-103. Эти машины вошли в состав 966-й АЭ ДРЛО и управления (авиабаза "МакКой").

Наконец, в 1968-69 годах 15 EC-121D и семь ЕС-121Н модифицировали в вариант ЕС-121Т с более совершенной аппаратурой распознавания "свой-чужой" и улучшенными средствами отображения информации. В 1973 г. часть ЕС-121Т получила станции РТР и РЭБ AN/ALQ-124.

Так же, как и у многих других типов американской авиатехники, боевым дебютом "Варнинг Стара" стала война во Вьетнаме. Решение направить в Юго-Восточную Азию несколько самолетов EC-121D было принято Советом начальников штабов в апреле 1965 г. Операцию под кодовым обозначением "Биг Ай" (с 1967 г. - "Колледж Ай") возложили на 552-е авиакрыло ДРЛО и управление ВВС, выделившее для этой цели специальный отряд, который в начале насчитывал всего три самолета.

Основной базой отряда стал Тайнань на острове Тайвань, а передовой - аэродром "Таншоннят" в Южном Вьетнаме. В январе 1967 г. передовую базу перенесли поближе к ТВД -на территорию Таиланда. Здесь "варнинг стары" несколько раз в течение года меняли дислокацию, побывав на авиабазах "Убон" и "Удорн", пока в конечном итоге на остановились на аэродроме "Корат".

Поскольку активность северовьетнамской авиации поначалу была минимальной, главной задачей экипажей, задействованных в программе "Биг Ай"/"Колледж Ай" было обеспечение управления движением в насыщенном летательными аппаратами воздушном пространстве Южного Вьетнама, а также навигационная помощь самолетам, участвовавшим в рейдах на ДРВ.

Но постепенное усиление истребительной авиации ДРВ и нарастание интенсивности авиаударов США по Северному Вьетнаму обусловили соответствующее возрастание значения самолетов ДРЛО. 24 октября 1967 г. состоялось знаменательное событие в истории воздушных войн: впервые в истории вражеский самолет был сбит истребителем по наведению с самолета ДРЛО. "Охотником" в этом случае являлся "Фантом" F-4C, а "дичью" - северовьетнамский истребитель МиГ-21. В настоящее время самолет, с которого осуществлялось наведение - ЕС-121D с номером 53-555, прозванный "Трипл Никель" ("Три пятака") - находится в экспозиции Национального музея ВВС США.

В июне 1970 г. самолеты ДРЛО вывели из Таиланда. Но уже в ноябре они появились вновь - две машины EC-121D привлекли к обеспечению спецоперации по освобождению военнопленных из лагеря "Сон Тай".

Возросшая угроза со стороны северовьтнамских МиГ-21 вынудила возобновить присутствие "варнинг старов" в Индокитае на постоянной основе. На авиабазу "Корат" вернули отряд 552-го авиакрыла с семью модернизированными самолетами ЕС-121Т. Эта группа осуществляла боевые вылеты до 15 августа 1973 года, а официально ее расформировали 3 июня 1974-го.

В цифрах итоги боевого применения самолетов ДРЛО во Вьетнаме выглядят следующим образом: Экипажи совершили 13921 боевой вылет, налетав 98699 часов без единой потери. "Варнинг стары" содействовали уничтожению в воздушных боях полутора десятков вьетнамских самолетов и обеспечивали более 80 поисково-спасательных операций. При их поддержке осуществлено свыше 135000 самолето-вылетов ударных машин.

Появление к югу от США враждебного соседа - революционной Кубы обусловило необходимость организации боевого дежурства "варнинг старов" еще и в Карибском море. Это стало их последней военной операцией. Дело в том, что штат Флорида, южная оконечность которого находится от Кубы всего в сотне километров, была излюбленным местом отдыха американского президента Никсона. И вот однажды кубинский МиГ-21 с пилотом-перебежчиком, не обнаруженный средствами ПВО, неожиданно "припарковался" на аэродроме прямо рядом с президентским самолетом!

Этот инцидент инициировал операцию "Фэмили Мэн" ("Семейный человек"), в ходе которой несколько ЕС-121 дежурили в воздушном пространстве Флориды. 79-я эскадрилья ДРЛО выполняла эти задачи с авиабазы "Холломэн" вплоть до своего расформирования в 1979 г. Таким образом, она стала последней строевой частью ВВС США, эксплуатировавшей военные варианты "Супер Констеллейшна". А экспериментальные машины прослужили еще дольше. Последняя из них летала в составе ВВС до июня 1982 года.