لاکهید سی-۱۴۱ استارلیفتر نمونه اولیه پس از تولید یک برنامه آزمایش‌های پرفشار را آغاز نمود شامل تحویل نخستین هواپیما با شماره سریال ۸۰۳۷–۶۳ به گروه حمل و نقل هوایی ۱۷۰۷ام از خدمات حمل و نقل هوایی نظامی (MATS) در تاریخ ۱۹ اکتبر ۱۹۶۴ و در پایگاه نیروی هوایی تینکر واقع در شهر اوکلاهما سیتی، آزمایش‌ها ادامه پیدا کرد و در ۲۵ ژانویه ۱۹۶۵ گواهی نامه مجوز حمل و نقل هوایی فدرال برای هواپیما بدست آمد. نخستین تحویل به یک واحد عملیاتی به شماره سریال ۸۰۸۰–۶۳ در تاریخ ۲۳ آوریل ۱۹۶۵ به اسکادران حمل و نقل هوایی ۴۴ام، گروه حمل و نقل هوایی ۱۵۰۱، پایگاه نیروی هوایی تراویس واقع در کالیفرنیا اتفاق افتاد. اگرچه آزمایش عملیاتی ادامه پیدا کرد، به علت درگیری نظامی ایالات متحده در جنوب ویتنام، سی-۱۴۱ به زودی در پروازهای عملیاتی در منطقه عملیاتی به کار گرفته شد. در ۸ ژانویه ۱۹۶۶، به دنبال انحلال خدمات حمل و نقل هوایی نظامی، همه هواپیماهای سی-۱۴۱ به فرماندهی ترابری هوایی نظامی منتقل شدند. نخستین پرواز استراتژیک ترابری در عملیات سپر صحرا پرواز یک هواپیمای سی-۱۴۱ فرماندهی ترابری هوایی نظامی از شاخه هوایی نظامی ۴۳۷ام از پایگاه نیروی هوایی چارلستون در کارولینای جنوبی و در تاریخ ۷ اوت ۱۹۹۰ انجام شد. سی-۱۴۱ ثابت کرد که یک هواپیمای ترابری پرقدرت در عملیات سپر صحرا یا عملیات طوفان صحرا است و در طول ۸٬۵۳۶ مأموریت ترابری، ۱۵۹٬۴۶۲ تن بار و ۹۳٬۱۲۶ مسافر را جابه‌جا نمود. در ۱ جون ۱۹۹۲، به دنبال انحلال فرماندهی ترابری هوایی نظامی ایالات متحده، همه هواپیماهای سی-۱۴۱ و شاخه‌های (گروه‌های) ترابری هوایی که به آن‌ها اختصاص یافته بود به فرماندهی تازه تأسیس حمل و نقل هوایی (فرماندهی حمل و نقل هوایی ایالات متحده :AMD: Air Mobility Command) فرستاده شد. هواپیماهای سی-۱۴۱ متعلق به فرماندهی اندوخته نیروی هوایی ایالات متحده (AFRC: Air Force Reserve Command) و گارد ملی هوایی ایالات متحده (ANG: Air National Guard) و واحدهای آن‌ها نیز به فرماندهی حمل و نقل هوایی فرستاده شدند. در ۱۶ سپتامبر ۲۰۰۴، سی-۱۴۱ در تمام وظایف خود در واحدهای نیروی هوایی ایالات متحده خارج شد و تنها وظایفش در واحدهای اندوخته نیروی هوایی و گارد ملی هوایی برای پاسخ دهی به باقی‌مانده مدت خدمات عملیاتی خود محدود شد. به همین ترتیب در ۲۵ سپتامبر ۲۰۰۵ تنها هشت هواپیمای سی-۱۴۱ همچنان در پرواز بود که همگی به شاخه ترابری هوایی ۴۴۵ام از اندوخته نیروی هوایی واقع در پایگاه هوایی رایت-پترسون متعلق بودند، در سال‌های ۲۰۰۵٬۲۰۰۴ و ۲۰۰۶ هواپیماهای سی-۱۴۱ متعلق به شاخه ترابری هوایی ۴۴۵ام بیشتر برای تخلیه اعضای مجروح در مأموریت‌هایی در عراق و افغانستان شرکت داشتند و هشت هواپیمای باقی‌مانده در سال ۲۰۰۶ به‌طور رسمی بازنشسته شدند. در سال ۱۹۹۴، یکی از هواپیماها در پایگاه هوایی رایت-پترسون توسط خدمه آن به عنوان هانوی تاکسی (شماره سریال نیروی هوایی: ۰۱۷۷–۶۶) شناخته شد، نخستین هواپیمایی که در سال ۱۹۷۳ برای انجام عملیات بازگشت به خانه در روزهای پایانی جنگ ویتنام به منظور بازگرداندن اسیران جنگی ایالات متحده به خانه در شمال ویتنام فرود آمد. در سال ۲۰۰۵، هانوی تاکسی و دیگر هواپیماها توسط نیروی هوایی سردسته هوایی عملیاتی انتخاب شدند که برای تخلیه کسانی که در جریان طوفان کاترینا پناهنده شده بودند در جریان بود، این هواپیما به همراه سایر هواپیماها در این عملیات‌ها هزاران نفر از جمله بیماران و آسیب دیدگان نیازمند خدمات پزشکی را جابه‌جا و تخلیه نمودند. در ۵ می ۲۰۰۵ و در زمان اعلام بازنشستگی هشت فروند سی-۱۴۱ باقی‌مانده، هانوی تاکسی پروازهایی را آغاز نمود که در آن برای جانبازانی که برخی از آن‌ها از جمله اسیران جنگ ویتنام بودند که سوار بر این هواپیما به میهن بازگشته بودند را آغاز نمود تا برای آن‌ها فرصتی باشد برای تجربه دوباره پرواز با سی-۱۴۱ پیش از بازنشستگی رسمی این هواپیما.در ۶ می ۲۰۰۶، هانوی تاکسی با هدایت سرهنگ جیمز اف. بلکمن (Col. James F. Blackman) و سرهنگ بنجامین جوهانسون (Col. Benjamin Johnson) برای آخرین بار به پرواز درآمد و در پایگاه نیروی هوایی رایت-پترسون به زمین نشت و با شرکت در مراسم رسمی بازنشستگی برای نمایش به موزه ملی نیروی هوایی ایالات متحده واقع در این پایگاه هوایی در نزدیکی دیتون تحویل داده شد.