行测试计划也将于2011展开。CH-53K基于CH-53E的设计，主要革新是新型发动机和驾驶舱布局，CH-53K会有超过两倍于CH-53E的吊挂载荷和飞行半径，更宽的货物装载量允许它内部容纳悍马军车，不过为缩短大致宽度，CH-53K要采用新型粗短的复合材料翼稍浮筒，但这会使直升机在舰上任务上具有更窄的覆盖区。不过直升机会配置新型的复合材料旋翼系统，与当代的UH-60「黑鹰」通用直升机之类似技术。CH-53K采用通用电气的GE38-1B发动机。这款类型战胜普惠公司加拿大PW150发动机，同时还是V-2