CH-47B
CH-47A/B 尾部对比
CH-47C 开发于 1967 年，美国军方对其的性能要求是在华氏 95 度、4,000 英尺（1,219 米）高度、56 千米半径范围内运载 15,000 磅（6,804 千克）的有效负载。实际上，波音对“契努克”的改进比军方要求的还要好。CH-47C 装备莱康明 T55-L-11 引擎，功率 3,750 轴马力，满载起飞重量达到 46,000 磅。而且在使用货物钩时，负载能力达到了近 20,000 磅，超出军方要求的 30%。C 型在原来基础上继续对机身进行改进，增大油箱容积。C 型自 1967 年末首飞之后的二十多年时间里，成为了“契努克”家族中的中坚，一直到 D 型的问世。随着抗坠毁油箱，和玻璃纤维浆叶这样的新技术的问世，C 型的辉煌在二十年后终结。C 型的生产也一直持续到了 1980 年。
CH-47C
用于寒带作业的 CH-47C
伊朗帝国空军的 CH-47C
CH-47D 是 1976 年一份合同的产物，在这份合同里，军方要波音提供一种现代化的“契努克”。由于军方认识到已服役的“契努克”很快就要达到使用寿命，于是希望波音拿出改进和升级的方案。波音的方案是首先研制出 CH-47D 的原型机，三架飞机被送到了波音直升机部，CH-47A、CH-47B、CH-47C 各一架，这三架飞机被拆解得只剩下空空的机体，然后安上了改进的控制系统旋翼系统动力系统，成为了三架 CH-47D 原型机。最早的量产型 CH-47D 在 1979 年 3 月下线，1984 年装备 101 空降师的 CH-47D 形成战斗力。同时，总计 472 架 CH-47A、B、C 被升级为 D 型。
全方位改进的 CH-47D
与之前的型号相比，D 型的改进可谓是全方位的。首先是升级的动力系统——3,750 轴马力的 T55-L-712 引擎，凭借更加强劲的动力，CH-47D 可以达到 142 节的最高时速。然后是旋翼传动装置，整套传动系统所需的滑油和冷却系统，以及玻璃纤维的浆叶。其他改进包括重新设计的座舱，可以减少飞行员的工作量，改良的电子系统，模块化的液压系统，先进的飞行控制系统和航电设备。CH-47D 的运载能力是 CH-47A 两倍，高原性能也有不错的提高。由于先进的航电设备，CH-47D 具备了夜晚飞行以及初步具备全天候作战的能力。CH-47D 还首次装备了空中加油装置，扩大了作战范围，也为将来担负特种作战任务打下了基础。宽大的货舱使得“契努克”可以轻松的容纳多种多样的负载，33 至 44 名全副武装的士兵，或是 24 副担架加两名医生，或者是折叠好的火炮部件，甚至是悍马军车（悍马车宽 2.156m，车高 1.82m，“契努克”货舱宽 2.53m，高 1.98m）。增强的外部吊运系统由三个独立的货钩组成，一个中部的主货钩和在其前后的副货钩。强大的吊挂能力使得 D 型能够在舱外挂载 26,000 磅的货物（令人发指的数字，11.8 吨！！十六辆 F1 赛车！！）。与之前的型号一样，“契努克”装备了自卫武器，除了两艇舱门机枪以外还可视任务在尾部跳板上安装了一挺 M60D 机枪。
座舱
CH-47D 吊挂悍马及拖车
CH-47D 的最大起飞重量为 50,000 磅，装满燃油自重 32,000 磅，执行典型的运输任务时，起飞重量为 45,000 磅，起飞后消耗 6,000 磅燃油，可以以 120 节的时速在 300 海里的范围内活动。在执行此类任务时六千磅的燃油会以每小时 2,400 磅的速度消耗，所以计算一下可以得出，在执行典型任务时 CH-47D 持续作业的时间约是两小时三十分。不过燃油数量是不会刚刚好的，启动发动机需要消耗燃油，为应付意外的状况，也需要多带一些燃油，所以，军方给出的标准是 6,600 磅，一共会在任务中消耗约 6,300 磅。按照当时的物价，执行一次任务会烧掉 1,880 美元。
在“沙漠风暴”行动中，“契努克”是陆军唯一的一种运输直升机，在整个战役过程中，“契努克”们在美军作战的区域内吞吐了大量的人员装备物资。“巨大的运载能力和高效的装卸手段使得战区指挥官和后勤官们拥有了世界上其他陆军无法与之比拟的能力”（《沙漠风暴行动中的陆军航空志》，1991 年）。在最后的地面行动阶段，第十八航空军执行了侧翼机动任务，而 CH-47D 在行动中担当了运输主力。行动伊始美军需建立代号为“眼镜蛇”的行动前进基地以适应 CH-47D 满载起飞时的作战半径，所在地域最初由 101 师第二步兵旅进占。此次空中突击任务中，总数为 60 架的“契努克”和 126 架“黑鹰”一起，成功地将共计 5,000 名士兵运送到指定地域。到第一天结束时，CH-47D 运送了 131,000 加仑的燃料和无数装载好弹药的货盘，以供第二天的行动使用。而且，在眼镜蛇基地建立后的两小时内，40 个燃料和弹药补给点也配置完毕。基地的迅速展开为之后的行动提供了强有力的物质保证。
沙漠风暴行动中部署在前进基地的 CH-47D
几年后巴尔干的土地上，“契努克”又一次充当了美国军队忠实的驮夫，在原南联盟国家停火期间，“契努克”用他的行动告诉世界——它是最棒的，它是这个时代最优秀的运输直升机。在波斯尼亚 159 航空旅 5 营 A 连的十六架“契努克”在六个月的时间内累计飞行 2,222 个小时，运送了 3,348 名乘客，以及三百二十万磅的货物。这些货物和乘客包括 112 个步兵排，545 辆悍马，201 门 M198 榴弹炮，以及相关的物资装备。最著名的一次任务是协助 502 工兵连在洪水泛滥萨瓦河上修建了一座浮桥，使第一装甲师的车辆（除了 M1）得以通过浮桥进入波斯尼亚。1995 年 12 月 29、30 日，绰号“Big Windy”的五营 F 连将浮桥部件吊运至河面，极大地提高了工兵组装浮桥的进度。之后，由于萨瓦河泛滥，很多工兵的帐篷和个人装备被冲走，又是“契努克”及时的补给使得工兵们可以继续执行任务。1996 年 6 月 14 日，F 连随 159 航空旅被重新部署到德国的吉贝尔斯塔特。不过有六架 CH-47D 被留在匈牙利继续执行任务。