Przystosowanie modelu cywilnego do potrzeb armii wymagało zamontowania w miejsce przestrzeni ładunkowej w której normalnie znajdują się pasażerowie i bagaż, szeregu zbiorników do przewożenia paliwa i systemu, za pomocą którego inne samoloty mogły się łączyć w celu zatankowania. Pierwszą maszynę dostarczono dopiero w 1981. Wyprodukowano tylko 60 sztuk oznaczonych KC-10A, produkcja zakończyła się w 1987. Jeden samolot utracono na ziemi w pożarze.
Istnieje również podobna wersja zwana KDC-10, są to dwa cywilne DC-10-30CF przebudowane na tankowce w 1995 dla Holenderskich Sił Powietrznych, w odróżnieniu od KC-10A operator podajnika paliwa siedzi z przodu maszyny, a do sterowania używa monitora. Służba 26 września 2024 roku, w Travis Air Force Base w Kalifornii odbyła się uroczystość pożegnania i wycofania z czynnej służby po 44 latach, ostatniego KC-10A znajdującego się na stanie United States Air Force. Maszyna o numerze 79-1948 została przebazowana do 309th Aerospace Maintenance and Regeneration Group w Davis-Monthan Air Force Base w Tucson w Arizonie, gdzie przystosowano ją do długotrwałego