Дополнительные подвесные и устанавливаемые в кабине топливные баки обеспечили HH-53 перегоночную дальность до 6500 км, а система дозаправки сделала ее практически неограниченной. В августе 1970 г. два HH-53C совершили беспосадочный перелет с аэродрома Эглин во Флориде на военную базу Дананг во Вьетнаме, покрыв расстояние 14000 км, большей частью над Тихим океаном, за 54,4 часа. Поисково-спасательные HH-53B и HH-53C прекрасно зарекомендовали себя во Вьетнаме.
Установка двигателей «Дженерал Электрик» T64-GE-412 мощностью по 3925 л.с. на модификации CH-53D дала возможность значительно увеличить грузоподъемность вертолета. На внешней подвеске он смог переносить грузы массой до 9 тонн. Установка внутри грузо-пассажирской кабины центральных рядов кресел позволила перевозить со всеми удобствами 65 морских пехотинцев. CH-53D поступил на вооружение морской пехоты в 1969 г. Всего завод в Стратфорде построил 126 таких вертолетов. Два из них были переоборудованы в VIP-вариант VH-53D и один – в пассажирский вариант S-65С.
Модификация CH-53D послужила в 1969 г. прототипом для создания вертолета CH-53G для ВВС ФРГ. Немецкая фирма «VFW-Фоккер» построила по лицензии 110 машин CH-53G. Два аналогичных вертолета фирма «Сикорский Эркрафт» продала австрийским ВВС в качестве поисково-спасательных. Более 30 машин закупил Израиль.
Боевой вертолет S-67
Минно-тральная модификация RH-53D стала последней в семействе S-65. Новые двигатели «Дженерал Электрик» T64-GE-415 мощностью по 4380 л.с. значительно повысили характеристики вертолета. Система внешней подвески позволяла перевозить грузы весом до 11340 кг. Для вертолета были разработаны новые лопасти с титановым лонжероном, стеклопластиковой обшивкой каркаса с сотовым заполнителем типа «номекс», втулка несущего винта со сферическими подшипниками, а также комплексная система радиоэлектронного оборудования. Поставки RH-53D флоту начались в 1973 г. Всего фирма «Сикорский Эркрафт» построила для американского флота 30 таких машин и еще шесть – для иранского.
Во второй половине 80-х годов 31 вертолет HH-53B, HH-53C и CH-53C были переделаны в модификацию MH-53J «Пэйв Лоу» с усиленным навигационным оборудованием для полетов в любое время суток и в сложных погодных условиях, бронированием и вооружением с целью использования их в эскадронах специальных операций ВВС США. Всего фирма «Сикорский Эркрафт» построила 410 вертолетов S-65.
Вторым основным направлением исследований на фирме «Сикорский Эркрафт» в 60-е годы оставались работы по увеличению скоростей полета винтокрылых машин. Хорошей летающей лабораторией для этого послужил надежный S-61. На его базе в 1965 г. была создана модификация S-61F (NH-3A). Она отличалась от прототипа новыми хорошо обтекаемыми формами планера. Площадь эквивалентной вредной пластинки на экспериментальной модификации была снижена почти на треть. По бокам фюзеляжа стояло два дополнительных турбореактивных двигателя «Пратт-Уитни» J60-2 c тягой по 1360 кг и крыло размахом 9,75 м. Несущий винт был сделан шестилопастным вместо обычного пятилопастного.