“超级种马”机队的减员导致美国海军航空系统司令部（NAVAIR）在2005年8月-2008年7月间从亚利桑那州戴维斯-蒙森空军基地的第309航空维护与再生大队（AMARG）重新启用了8架退役CH-53E

　　虽然获得了8架补充，但到2014年10月，“超级种马”机队的规模还是减少到了150架，导致每个中队的主要任务飞机数量（PMAI）从16架缩减到13架。按照193架的需求量计算，陆战队有43架重型直升机的缺口。通过更换820号站过渡隔框，CH-53E的服役寿命能延长到10000小时，这项延寿有望在2020财年（FY）完成。

　　在一开始，重型直升机替换项目计划把165架“超级种马”中的111架通过再制造和延寿（SLEP）升级成CH-53X。单机升级费用2100万美元，CH-53X将能服役到2025年。海军陆战队希望能在2004年授予研发合同，2011财年进入全速率生产阶段。

　　此外，陆战队还考虑过参加美国陆军的联合重型直升机（JHL）项目，当时陆军也在寻找CH-47的后继机。但联合重型直升机的规格大大超过了陆战队的需求，而且也不能在2025年前服役，由于体形太大，该机无法从陆战队现有的和计划中的两栖攻击舰上起降。

陆战队还考虑过参加美国陆军的联合重型直升机（JHL）项目，当时陆军也在寻找CH-47的后继机。但联合重型直升机的规格大大超过了陆战队的需求，而且也不能在2025年前服役

　　海军陆战队随后颁布了一个作战需求文件（ORD）研究，对七种现有直升机平台和四种CH-53E改型方案进行替代性分析（AOA）。他们得出结论：只有CH-53改型才能满足ORD在性能和生存能力、操作和支持成本、服役日期等方面的要求。

只有CH-53改型才能满足ORD在性能和生存能力、操作和支持成本、服役日期等方面的要求

　　这个AOA分析在2003年9月完成，明确了制造新CH-53比升级现有CH-53E更符合成本效益。虽然西科斯基的工程师们最初估计CH-53X的再制造费用仅是全新直升机成本的五分之一左右，但以海军陆战队UH-1和美国陆军CH-47的再制造项目的经验看，升级成本几乎等同于制造一架新机。事实上，由于成本相差仅1%，海军陆战队在2005年4月决定制造全新的UH-1Y而不再对现役UH-1N进行再制造。此外，再制造项目在进行期间会进一步降低机队数量，影响部队执行任务。

　　于是，美国海军陆战队做出了研制全新直升机的决定，要求该机在满足航程和载荷要求的同时满足服役日期、备件、支持成本和风险等方面的条件。2003年12月，联合需求监督委员会（JROC）批准了该ORD。第二年3月，美国海军陆战队宣布计划购买154架全新的HLR直升机。2004年12月23日，美国海军航空系统司令部授予西科斯基飞机公司一份3400万美元的HLR直升机降低风险合同。2005年8月，该公司又收到了一份价值4330万美元的额外合同，进行需求定义、工程权衡研究和降低风险研究。

研制和生产

　　2004年12月，西科斯基公司被授予CH-53X HLR项目独家合同，开始了相关的研究、开发、测试和评估（RDT＆E）工作。

　　2005年12月22日，美国国防采办委员会（DAB）批准了这项采办项目基线（APB），HLR项目得以进入系统开发和演示（SDD）阶段。2006年1月3日，海军航空系统司令部授予西科斯基一份840万美元的成本加固定费用合同，这份过渡SDD合同使承包商继续推进降低风险和选择子系统的研究。2006年1月5日，海军航空系统司令部宣布新型重型运输直升机的任务设计系列（MDS）编号是CH-53K。

　　2006年4月5日，西科斯基获得了一份价值29亿美元的全面SDD合同。当时，西科斯基预计新机的系统集成和RDT＆E工作能在2015年结束，研制总成本估计为44亿美元。

　　2006年12月，西科斯基公司宣布为CH-53K选择了通用电气公司的GE38-1B涡轴发动机。这种发动机派生自CFE738商用涡扇发动机和T407涡桨发动机，后者是为已被取消的洛克希德P-7A海上巡逻机研制的。GE38-1B的五级轴流式压气机与一个单级离心式压气机相耦合，此外还具有一个环形燃烧室、两级燃气涡轮和三级动力涡轮，并配备了具有先进健康监测功能的双通道全权数字电子控制（FADEC）系统。这种发动机随后获得了T408-GE-400的军用编号。

2006年12月，西科斯基公司宣布为CH-53K选择了通用电气公司的GE38-1B涡轴发动机

　　2007年5月9日，西科斯基公司宣布选中四个分包商来设计和制造CH-53K的主要机身部分：

　　势必锐航空系统：驾驶舱、货舱和尾梁。

Exelis公司：尾桨塔座，水平尾翼和机身两侧浮筒。

极光飞行科学公司：主旋翼塔，发动机舱。

GKN航空航天公司：后过渡段，包括装货坡道和尾舱门。

2007年5月9日，西科斯基公司宣布选中四个分包商来设计和制造CH-53K的主要机身部分

　　CH-53K分别在2008年9月和2010年7月通过了初步设计评审（PDR）和关键设计评审（CDR），按计划，西科斯基将制造五架SDD机体（其中包括一架地面测试机（GTV））和四架飞行工程发展型（EDM）直升机（兼做静力和疲劳测试机）。

　　2011年8月，西科斯基修改了SDD时间表，CH-53K的首飞从2011年被推迟到2013年，形成初始作战能力（IOC）也从2015年被推迟到2018年，这两个日期后来又进一步被推迟到2014年和2019年。

　　2012年12月14日，完成组装的地面测试机被运抵西棕榈滩。2013年12月，研发测试正式开始。2014年1月24日，地面测试机首次启动发动机，4月17日，安装了叶片的旋翼头首次旋转起来。

CH-53K的首个机身

2014年1月24日，地面测试机首次启动发动机，4月17日，安装了叶片的旋翼头首次旋转起来

CH-53K的旋翼头

　　作为2011年3月海军陆战队部队军力审查的结果，HLR数量需求增加了44架，使CH-53K计划采购量增加到200架。“种马王”将在2019年6月达成初始作战能力，届时将有四架直升机和战备机组将宣布“已做好部署准备”。