机头安装富尔顿求生装置的 MC-130E
从 1979 年开始，一批按照“作战禽爪”II 计划改进的飞机投入使用。这些飞机上装有更先进的电子设备，包括 AIR-46 雷达警告接收机和 ALE-27 干扰物布撒器。更重要的是这些飞机安装了可以从波音 KC-135 或麦克唐纳·道格拉斯 KC-10 飞机中得到空中加油的设备。MC-130E 型飞机被分配给 3 个作战部队。1 个是冲绳加手纳基地的 353 特别行动联队的第 1 特种作战中队，在欧洲的是德国莱茵-美因空军基地的第 39 特种作战联队的第 7 特种作战行动中队，美国本土的是佛罗里达州埃格林空军基地赫尔伯特机场的第 1 特种作战联队中的第 8 特种作战中队，后者既可承担作战任务，也可承担训练任务。1980 年 4 月这支部队曾出动了 3 架飞机运送 90 名特种作战部队的士兵通过埃及到伊朗试图解救人质。
MC-130H 是在 C-130H 基础上改进的最新标准型，其中的 25 架装备改进的系统和设备，包括加强的低空导航和地形躲避/跟踪的多模态雷达。MC-130E 的后继机，除救援任务，可进行心理战任务、空中侦察以及空降和地面－空中救生。首架 MC-130H 于 1988 年开始飞行试验（携带 E-系统）。
RC-130A C-130A 的改型。用于测绘军事地图。机头雷达罩下有一探测天线罩，机身底部增开照相窗口。机务人员增加摄影领航员一名，摄影员一名，高精度短程领航员两名和航迹记录员一名。共生产 16 架，1959 年全部交付完毕。
RC-130A
RC-130B 是空中探测和侦察型。
由 C-130B 改装的 RC-130B
C-130J 尽管 C-130 是极为成功的战术运输机，但由于螺旋桨发动机推进效率不如涡扇喷气发动机，美国曾一度想以新型喷气式运输机取代 C-130。最著名的先进中型短距起降运输机（AMST）计划，即试图由波音公司的 YC-14 与麦道公司的 YC-15 一起竞标，再由优胜者取代 C-130，这项计划最后终因开发费用与性能并不比 C-130 好到哪里而被取消。
YC-14 与 YC-15
AMST 的中止意味著取代 C-130 的新型机种开发工作有困难，但并不代表 C-130 不会继续更新航电系统与发动机。也由于更新，使得载重量、续航距离和安全性大幅增加，洛马公司也认为采用新技术，将可生产较廉价的高性能战术运输机，就在此种背景下，C-130J 终于诞生了。
第 146 空运联队的 C-130J
依据过去运作经验，洛马公司研究大约 75 项有关 C-130 操作参数，最后结论是减少机组人员和降低寿命周期成本方能超越 C-130H 的性能和运输能力。C-130J 的特征包括下列几项：
配备全新、更有效率的推进系统。
最先进双人式控制驾驶舱。
MIL-STD-1553B 总线。
两部任务电脑。
综合式诊断系统（IDS）
易操作的通讯/导航/识别管理系统。
双全球定位系统与惯性导航系统（GPS／INS）
数字式防滑刹车系统。
全新航电系统。
气象/地貌对照用彩色雷达显示。
简单化但高可靠性的燃油系统。
强化环境控制系统。
改进的项目均集中在机身内部，外表尺寸与基本的 C-130 并无多大的差异，外观上识别仅有发动机及螺旋桨不同而已。C-130J 主要尺寸为翼展 40.4 米、全长 19.8 米、全高 11.8 米，机身延长的 C-130J-30，长度 34.4 米，与 C-130H-30 相同。
C-130J 采用新型艾利逊 AE2100D3 涡桨发动机，螺旋桨则使用复合材料制的道提公司 R391 型 6 片式桨叶，由于零件较传统叶片少几近一半，重量因而较轻了 15％。AE2100D3 最大持续推力可达 3.424 千瓦，比起原有的机型多 29％，燃烧效率也增加 23％。发动机的控制是以 FADEC 全权式数字电子控制方式，可以完全自动适应飞行中每一阶段的状况，油门采用自动化，减轻飞行员的工作负担并提高安全性，另外也具有自动推力控制系统及螺旋桨无推力自转功能，也外侧发动机因故障导致推力不对称时，飞机也可以自动执行推力制。与 C-130H 相比，C-130J 增加了 20％的巡航速度，和 40％巡航高度，并省 15％燃料。
驾驶舱采用玻璃座舱，与以前的 C-130 完全不同，使得两人操纵变为可行。由于驾驶舱内宽广，仍然设有第 3 名乘员座位。C-130J-30 比起 C-130J 早出厂两天，于 1995 年 10 月 18 日出厂。首架 C-130J-30 于 1996 年 4 月 9 日在美国佐治亚洲多宾斯空军基地完成首次飞行。C-130J 的定价在 5,000 至 6,000 万美元间，视装备而定，机身加长型的 C-130J-30 则再多出 240 万美元，为维持 C-130 无可取代的多用途传统，C-130J 将有气象机型（WC）、电子战机型（EC）与加油机型（KC），进而取代原有早期的几款机型，
马里兰州空中国民警卫队第 175 空运联队成为首个换装 C-130J 的单位，淘汰了原先使用的 8 架 C-130E。
像所有驾着早期 C-130 的各型的飞行员一样，在他们开始驾驶新飞机前，马里兰州的空中国民警卫队必须参加在密西西比洲美国空军基地的 C-I30J 学校的训练课程。在 C-130J 里，仪表板由抬头显示器（HUD）和 4 台 6-8 英寸多功能液晶显示屏（AMLCD）取代。大部分的飞行员以前并没用过抬头显示器的经验，但他们很快地学习使用 HUD 作为他们飞行信息的基本的资料。
C-130J 的先进座舱
然而这些飞行员必须小心不变成“HUD 跛子”，因为依赖 HUD 会使他们忘记如何读取其他仪器。几个 C-130J 飞行员承认他们产生了这个坏习惯。如果 HUD 在飞行中失去作用，他们将会危害到本身及飞机。