Máy bay chở dầu KC-135 thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 31 tháng 8 năm 1956 và được đưa vào trang bị trong tháng 6 năm 1957. Kể từ khi ra đời đến nay, KC-135 đã được hiện đại hóa rất nhiều lần với rất nhiều các biến thể như KC-135A, NKC-135A-B-C-D-E, NKC-135E, KC-135Q, KC-135R, KC-135R, KC-135T và EC-135Y. Đã có hơn 800 chiếc KC-135 cùng các biến thể được chế tạo và đi vào phục vụ trong không quân các nước.
Ngoài không quân Hoa Kỳ, KC-135 hiện đang phục vụ trong lực lượng không quân các nước như Pháp, Chile, Singapore và Thổ Nhĩ Kỳ. Không quân Israel năm ngoái cũng đã ký hợp đồng mua các chiến cơ thế hệ năm F-35, cùng các máy bay tiếp dầu KC-135 để tăng cường phạm vi hoạt động chiến lược của Không quân nước này. Được biết, mỗi chiếc KC-135 có giá khoảng 39,6 triệu USD.
KC-135 có trọng lượng cất cánh tối đa 146.000 kg, chiều dài 41,53 m và sải cánh 39,88 m. Máy bay được trang bị 4 động cơ CFM International CFM56 (F108-CF-100) kiểu turbofan công suất 96,2 kN mỗi chiếc cho phép nó đạt tốc độ tối đa 933 km/h và tốc độ hành trình 853 km/h trên độ cao 9 km. KC-135 có thể mang tối đa 90.719 kg nhiên liệu và tầm bay đạt 2.419 km với 68.039 kg nhiên liệu. Trần bay của máy bay là 15.200 m.
Dưới đây là một số hình ảnh máy bay chở dầu KC-135 tiếp nhiên liệu cho các chiến cơ như F-35, F-22, F-18, F-16, F-15, F-117, B-52, B-2, A-10…:
