Опять же ЕС-135Н сохраняли заправочную штангу и имели топливоприемник. Кроме того, от пилотской кабины к килю тянулись две проволочные антенны, по бокам фюзеляжа за крылом располагались два радиопрозрачных обтекателя и еще один ("седло") - над центропланом. Спереди и сзади него были обтекатели антенн спутниковой связи по типу ЕС-135С; сверху фюзеляжа торчали 10 штыревых антенн, снизу - пять. Перед грузовой дверью были четыре круглых окна, расположенных квадратом.

Первоначально на самолетах стояли двигатели J57, но в начале 80-х их заменили более мощными и экономичными TF33-PW-102. Заодно изменился состав оборудования - добавили буксируемую антенну СНЧ-связи. Последние три машины первоначальной серии EC-135C были переделаны по стандарту EC-135J. Надо сказать, наличие грузовой двери позволяло легко и быстро переоборудовать "электронные" варианты KC-135 из одной модификации в другую; спецоборудование было модульным и размещалось в передней части грузовой кабины, а рабочие места операторов - в задней. Внешне EC-135J отличался от исходного варианта только семью дополнительными штыревыми антеннами сверху фюзеляжа.

Первоначально КС-135J выполняли роль самолетов главнокомандующего вооруженными силами США и действовали с авиабазы Эндрюс (штат Мэриленд), пока их не сменили в этом качестве три ВКП Боинг E-4A/B на базе Боинга 747-200. В 1993 г. самолет был снят с вооружения.