USA nådde fem mål relaterade till gruppen, däribland flera fordon och byggnader, nära gränsen till Turkiet.
Det brittiska syriska observatoriet för mänskliga rättigheter, som övervakar våldet, sade att flera militanter och två barn hade dött i attacken.
Det är andra gången som USA:s strejker riktar sig mot Khorasan, som man anklagar för att ha planerat attacker mot USA och Europa.
I ett uttalande, US Central Command (Centcom) sade torsdagens strejker nära staden Sarmada hade träffat fordon och byggnader som används för utbildning och för att producera sprängladdningar.
En högt uppsatt amerikansk tjänsteman, som talade på villkor av anonymitet, berättade för reportrar att ett av målen var en fransk militant som hette David Drugeon, som hade anslutit sig till gruppen.
Tjänstemannen sade att det var oklart om han hade dödats i strejkerna, men tillade: "Vi tror att vi fick honom."
Man vet inte mycket om Khorasan annat än information som lämnats av amerikanska tjänstemän.
De säger att gruppen består av veteraner från Afghanistan och Pakistan regionen som har inbäddat i al-Qaidas Syrien gren, al-Nusra Front.
Centcom sa att gruppen använde Syrien som bas för att attackera väst, snarare än att försöka störta Syriens president Bashar al-Assad eller hjälpa det syriska folket.
De första strejkerna på gruppen var den 23 september under den USA-ledda koalitionens första räder mot Islamiska statens (IS) fighters i Syrien.
Pentagons operationschef, generallöjtnant William Mayville, sade då att khorasans militanter befann sig i "de sista faserna av planerna på att genomföra stora attacker".
Den USA-ledda koalitionen har lanserat flera flyganfall i Syrien sedan september, främst riktade mot IS-stridande.
Syriens inbördeskrig, som är fjärde året, har krävt mer än 200 000 liv.
President Assads regering har kämpat mot ett väpnat och alltmer splittrat uppror.
Förutom att kämpa mot regeringen har rebellgrupper som Nusrafronten och IS också kämpat sinsemellan.
Den amerikanska militären säger att den har genomfört flyganfall mot den al-Qaida-kopplade khorasangruppen i nordvästra Syrien.