Les premières tentatives de ravitaillement en vol d'un avion à l'autre ont eu lieu dans les années 20 du 20e siècle. Ils ont eu beaucoup de succès, mais à cette époque, l'idée n'a pas reçu un soutien significatif parmi les chefs militaires. La situation a radicalement changé après la Seconde Guerre mondiale, au début des années 1950, simultanément avec le début de l'ère de l'aviation à réaction. Les moteurs à réaction nécessitaient une quantité assez élevée de carburant et l'apparition de bombardiers à réaction stratégiques a de nouveau soulevé la question de la création d'un avion de ravitaillement spécial. L'un des plus réussis de cette classe de machines ailées était le Boeing KC-135, dont le premier vol a eu lieu en 1956. La société Boeing a créé un concept extrêmement réussi Boeing -367-80, qui deviendra bientôt une icône de l'aviation sous le nom de Boeing -707. La version militaire du Dash-80, qui était la plus proche du concept initial, était initialement considérée comme un moyen de transport, mais à la demande de l'armée, qui avait besoin de toute urgence d'un remplacement du KS-97 déjà obsolète, la société a très rapidement converti l'avion en une modification du réservoir de carburant. La même année, une commande préliminaire a été émise pour une série de 29 avions KS-135A, qui ont été transférés à l'armée de l'air en 1957.
Bientôt, les commandes ont considérablement augmenté et au total, plus de 600 avions KS-135 ont été construits. Les premières modifications étaient équipées de moteurs Pratt & Whitney J57-P-59W d'une poussée de 44 kN chacun. Au début des années 1980, l'avion a été modernisé, la dernière avionique et d'autres moteurs Pratt & Whitney TF33-PW-102 y ont été installés, qui provenaient principalement de Boeing -707 civils déclassés. Cela a permis de réduire ses propres coûts de carburant et de prendre 20% de carburant en plus pour ravitailler d'autres avions. La prochaine modernisation de ces avions a eu lieu déjà dans les années 1990, à cette époque, leur exploitation durait depuis près de 40 ans. Des moteurs General Electric CFM56 (F108) y ont été installés. La puissance de ce moteur était de 100 kN, soit plus du double de la puissance de la première centrale électrique de l'avion. Même par rapport au moteur TF33, les capacités de cette modification ont augmenté de 60% en termes d'indicateurs clés.
Dès le début, le KS-135 a été chargé d'être un donneur de carburant dans les airs pour les bombardiers stratégiques, mais pendant plus de 60 ans, il a dû «coopérer» dans les airs côte à côte avec presque tous les principaux types d'avions de l'US Air Force, y compris l'inégalé SR -71 Blackbird, pour le ravitaillement en carburant spécial, une modification distincte du KS-135Q a été créée. Ils ont pris une part active à tous les conflits connus, en commençant par la guerre au Vietnam et en terminant par la deuxième guerre en Irak en 2003. Ce n'est qu'en 2010, 53 ans après l'adoption du KS-135, que la question de leur remplacement par un plus type moderne, le KS-46, créé sur la base du Boeing-767, a été élevé. Les premiers KS-46 ont été remis à l'armée de l'air en 2019, à cette époque, le KS-135 était en service depuis plus de 60 ans, ce qui en fait l'un des types les plus anciens de l'histoire de l'aviation. En plus de l'US Air Force, le KS-135 était exploité par l'armée de l'air française et l'armée de l'air de Singapour. Actuellement, de nombreux avions de ce type occupent des places d'honneur dans les musées d'aviation les plus célèbres des États-Unis d'Amérique.