Четыре Е-767 переданы воздушным силам самообороны в 1998-1999 гг.; на них установлены РЛС AN/APY-2 (c   наружной антенной  9.1 м в диаметре, дальность обнаружения целей составляет 320 км.), система пассивной радиоэлектронной разведки AN/AYR-1, система автоматизированного распределения каналов передачи информации по времени и частоте JTIDS. Обработкой сигналов занимается центральный компьютер Lockheed Martin CC-2E (в 5 раз вместительнее СС-2 установленного на Е-3) .

Экипаж самолета состоит из 2 летчиков и 19 технических специалистов, обслуживающих бортовой комплекс. От базового пассажирского самолета AWACS отличается усиленной конструкцией планера в местах крепления подкосов обтекателя антенны РЛС, установкой двух электрогенераторов мощностью по 150 кВА вместо одного мощностью 90 кВА, более развитой системой кондиционирования, необходимой для охлаждения электронной аппаратуры, а также отдельной системой охлаждения передатчика и антенны РЛС. На самолете предусмотрена установка системы дозаправки в воздухе, однако японцы отказались от ее монтажа.

Первый полет «чистый Боинг 767» (заводской номер N767JA), предназначенный для модернизации в самолет ДРЛО, выполнил 10 октября 1994 г. на заводском аэродроме фирмы и Сиэтле, после чего машину передали на завод Боинга в г. Уичита, где проводилась модернизация планера под монтаж специализированных бортовых систем. Установка самих систем, антенны и обтекателя РАС производились в Сиэтле, для чего машину опять перегоняли к «месту ее рождения». Второй Боинг совершил аналогичные «круизы» в 1995 г. На первом самолете монтажные работы но установке РАС были завершены лотом 1996 г.. впервые в варианте ДРЛО Боинг 767 N767JA поднялся в воздух 9 августа 1996 г., однако работы по интеграции бортового комплекса продолжались еще несколько месяцев. Оба самолета удалось подготовить для передачи заказчику в начале 1998 г.; 23 марта самолеты приземлились в Японии. Еще два заказанных Боинга 767 AWACS японцы получили 5 января 1999 г.

Интерес к новому самолету ДРЛО проявляли Италия, Южная Корея, Турция и Саудовская Аравия. Корея даже в 1997 г. объявила о намерении закупить Боинг 767 ДРЛО, но экономические соображения привели к отказу от закупок этих машин (один Боинг 767 AWACS стоит порядка 420 млн. долл. в ценах 1993 г.).