Die U.S. Air Force begann in den frühen 1960er-Jahren Planungen über den Ersatz des veralteten Luftüberwachungssystems EC-121 „Warning Star“ (eingeführt 1954), eines viermotorigen Propellerflugzeugs, das auf der Lockheed L-1049 „Super Constellation“ basierte. Ein neues und verbessertes Überwachungsradar wurde entwickelt, als Träger sollte wegen der höheren Zuladung und der größeren Flughöhe ein Strahlflugzeug eingeführt werden. Zwei Lösungen wurden von der Industrie vorgeschlagen: Boeing mit der 707-320B und Douglas mit der DC-8-60. Boeing hatte auch eine Variante der 707 mit acht Triebwerken angeboten, und die Wahl der Air Force fiel zunächst auf diese Lösung. Dennoch wurden zwei 707 mit den vier üblichen Triebwerken Pratt & Whitney TF-33-PW-100A in Auftrag gegeben, um die Durchführung der Radarerprobung zu beschleunigen. Die beiden Flugzeuge erhielten die Bezeichnung EC-137D, und das erste absolvierte am 9. Februar 1972 seinen Erstflug. Bei der Erprobung setzte sich das Radar AN/APY-1 von Westinghouse aufgrund seiner hohen ECM-Festigkeit durch.
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