Для более мощных турбореактивных двигателей были разработаны новые обтекаемые пилоны. Наиболее важной и отлично видимой деталью модернизации стал эллипсовидный огромный вращающийся обтекатель антенны (диаметр 9,14 м, максимальная толщина 1,83 м), поддерживаемый на высоте 3 35 м двумя пилонами, которые крепились к верхней задней части фюзеляжа. Во время боевой работы обтекатель вместе с антеннами вращается гидроприводом со скоростью 6 рад/мин, а при обычном полете — в 24 раза медленнее, чтобы предотвратить загустение смазки. Остальные антенны, необходимые для работы радиоэлектронного оборудования, разместились в консолях крыла, фюзеляже, киле и стабилизаторе. Внутрифюзеляжные изменения конструкции планера включали усиление пола салона, оборудование отсеков с аппаратурой и зоны отдыха экипажа, типовой состав которого включает 4 пилота и 13 офицеров-операторов системы АВАКС, но их число может изменяться в зависимости от решаемых задач.
Большое количество радиоэлектронной аппаратуры потребовало установки мощных систем охлаждения и электроснабжения. Комплексная система охлаждения включает жидкостную систему охлаждения передатчика РЛС, установленную в заднем багажном отсеке, и традиционную систему кондиционирования с рециркуляцией и забором атмосферного воздуха для создания комфортных условий для экипажа и поддержания теплового режима работы электронного оборудования. Высокую потребность в электроэнергии обеспечивают генераторы с общей выходной мощностью 600 кВ-А.
Импульсно-доплеровская РЛС Вестингаус AN/APY-1 может работать в шести режимах и обеспечивает радиолокационное обнаружение и сопровождение воздушных целей на дальности до 460 км на высоте патрулирования 10,5 км. Обработку данных на первых 23 самолетах производил бортовой быстродействующий компьютер IBM 4 Pi СС-1, который имел скорость обработки данных 740 000 операций в секунду, основную память объемом 114 688 слов и общую память на 802 816 слов. На последующих самолетах устанавливался компьютер с основной памятью на 665 360 слов. Аппаратура радиосвязи и передачи данных обеспечивает быстрый и скрытый обмен тактической информацией между 98 000 пользователями, которыми являются самолеты тактической авиации, ВМС и ПВО, а также надводные корабли и наземные пункты управления.
Первый серийный самолет был поставлен для ВВС США 24 марта 1977 г. Самолет Е-ЗА «Сентри» системы АВАКС представляет собой гибкую, помехоустойчивую, мобильную обзорную радиолокационную станцию и командный, связной и координирующии центр. Он обеспечивает всепогодное обнаружение, распознавание и сопровождение целей на фоне любой местности. Возможности Е-ЗА позволяют управлять всеми авиационными силами, осуществляющими перехват воздушных целей, разведку и нанесение ударов, на удалении от базы вылета 1600 км в течение 6 часов.
Модернизированный по программе «Блок 20» вариант Е-ЗВ получил бортовой компьютер IBM СС-2 с увеличенным объемом памяти, более совершенную систему радиоэлектронного оборудования, позволяющего работать в сложной помеховой обстановке Первый самолет Е-ЗВ поступил в эксплуатацию 18 июля 1984 г. Дальнейшая модернизация радиоэлектронного оборудования по программе «Блок 25» привела к появлению более совершенного варианта Е-3С.
В 1989 г. компания «Уэстингаус» провела модернизацию обзорной РЛС AN/APY-2 путем установки новых экранов, процессора и аппаратуры обработки сигна лов, что позволило увеличить дальность обнаружения до 640 км, одновременно сопровождать 400 целей и более успешно решать задачи обнаружения и сопровождения крылатых ракет.
Самолеты Е-3 «Сентри» активно использовались во время иракского конфликта для обеспечения действий союзной авиации.
В настоящее время производство самолетов Е-3 на базе Боинг 707 прекращено. Аппаратура системы АВАКС установлена на 66 самолетах Е-3, которые состоят на вооружении ВВС США (32 самолета модификаций Е-ЗВ и Е-ЗС), стран НАТО (18 самолетов Е-ЗА), Великобритании (7 самолетов E-3D), Франции (4 самолета E-3F) и Саудовской Аравии (5 самолетов E-3D). Все экспортные машины отличаются от американских двойников небольшими изменениями в электронном оборудовании, имеют подкрыльевые узлы подвески вооружения, на которые могут подвешиваться контейнеры с оборудованием для ведения РЭБ. На самолетах для стран НАТО установлены двигатели CFM56 с большей степенью двухконтурности.