C-5B运输机在2002年将升级电子设备，美空军称之为一个相对低风险、低成本的现代化项目。项目始于1999财年，将保持C-5B与全球航空运输管理要求的一致性。C-5B将装备新的数字式自动飞行控制系统、新的液晶平板显示器以及新的导航/通信系统,还将安装交通告警与防撞系统以及地形感知与预警系统。目前计划中将有124架C-5进行升级，估计耗资3.7亿美元。预计该项目将于2005年完成。
2002年11月，洛克希德·马丁航空公司完成了为所有美国空军机队的C-5安装了交通防撞和告警系统(TCAS)的工作。安装TCAS是C-5航空电子现代化改进计划的一个组成部分。TCAS能识别邻近的飞机，并向驾驶员显示避免碰撞的方案，从而大大降低了发生空中交通事故的可能性。最近，一架装有TCAS的C-5在多佛空军基地上空时，当地的空中交通管制系统突然失灵。这时TCAS警告机组人员有一架轻型机接近C-5的飞行路线，于是C-5改变方向，保证了飞机和机组人员的安全。
C-5空中加油，对比大型的KC-135加油机，可见C-5是如何巨大。C-5在较短的跑道以大载重量状态起飞时，往往少装燃油，因此起飞后不久就需要进行空中加油，有时需要花十几分钟才能完成对接，输油时间长达15分钟，飞行员必须具备极高的驾驶技巧。
2003年11月，从美国空军退役的第一架C-5移交给位于戴维斯-蒙森空军基地的航宇维护与再生中心。这架飞机进行处理后，将转为长期贮存。C-5开始退役，标志着美军空中机动的未来的发展动向，即由少量的现代化改进的C-5和崭新的C-17替代服役多年的C-5运输机。
C-5执行过的最刺激的任务，莫过于空中发射“民兵”战略弹道导弹了。这是冷战时期美空军的试验计划，由C-5空投“民兵”弹道导弹，待降落伞使导弹竖直稳定后，“民兵”点火发射。后计划因过于复杂，缺乏实用性，而被取消。
2004年1月，一架美国空军C-5运输机在巴格达国际机场起飞后，被伊拉克武装分子发射的便携式地空导弹击中右机翼外侧发动机，该机随即紧急返回巴格达机场着陆。机上63人安然无恙。可见便携式地空导弹较小的战斗部，对运输机的毁伤能力确实不足。
2004年2月，美国媒体披露了C-5运输机航空电子现代化遇到的问题。媒体指出，美国空军C-5运输机的现代化被证明是一个复杂课题，是一个需要重新使用各种商用计划的技术和很多公司的综合应用软件的复杂课题。但是，该机装备全球空中交通管理（GATM）航空电子设备，将可在不断变化的空中交通管制环境中游刃有余。这些关键的全球空中交通管理航空电子设备包括：
· 未来空中导航系统（FANS）数据链；
· 航空使用通信（AOC）数据链；
· 甚高频通信，8.33-KHz间隔；
· 多工作状态接收机（MMR），有受保护的仪表着陆系统、伏尔导航系统、微波着陆系统和指点信标；
· 双嵌入惯性导航系统/全球定位系统；
· 敌我识别/S模式应答机；
· 交通告警防撞系统Ⅱ（TCASⅡ）7型（加更早的）；
· 增强型近地警告系统（EGPWS）；
· 备用空中交通管制数据链打印机；
· 通用综合航空电子（VIA）系统，具有6种主要“分区”或应用，例如飞行管理、通信/导航/监视/识别（CNSI）、通信管理、显示服务和全天候飞行控制。
2004年10月，美国空军C-5飞机换发项目的主合同商已经交付了首架飞机。10月3日，洛克希德·马丁公司玛丽埃塔工厂接收了该C-5B运输机。2001年，洛克希德·马丁公司授命负责该机可靠性增强及换发项目(RERP)的系统发展和验证阶段(SDD)工作。实施RERP项目的目的是使C-5飞机的使用寿命延长到2040年。预计，该RERP飞机的首飞将在2005年10月进行，RERP的试验将持续到2007年结束。GE公司的CF6-80C2发动机将用于该项目。9月16日，GE公司宣布，该发动机已经获得FAA合格证。该RERP项目还包括改进C-5飞机的电子、燃油、液压、飞行控制和环境控制系统，以及改进飞机的结构和起落架。目前，美国空军没有透露其112架C-5飞机中有多少架将实施RERP项目。一个空军调查小组最近得出结论，如果改进得当，C-5系列飞机中最老的C-5A飞机可再安全飞行25年。但是，空军也表示，空军能否承受这些改进费用还是一个问题。C-5A飞机实施RERP项目加上C-5航空电子现代化项目(AMP)的总费用估计将达到30亿美元。该C-5B飞机交付给洛克希德·马丁公司玛丽埃塔工厂在Dover空军基地进行AMP。AMP项目的主承包商洛克希德·马丁公司将用数字显示设备取代模拟座舱设备，并改进通信和导航电子设备。洛克希德·马丁公司预测，所有112架C-5飞机都将实施AMP项目。而空军说，进行AMP的C-5飞机数量还没有确定。
2005年9月，首台CF6-80C2发动机安装在可靠性增强和换发计划（RERP）的试验飞机上，标志着洛克希德·马丁公司的C-5‘银河‘飞机现代化项目达到一个关键里程碑。该RERP是两阶段C-5飞机现代化计划的第二阶段，对飞机的改进超过70%，包括采用新的发动机。C-5A和C-5B试验飞机都是该现代化试验工作的一部分，C-5飞机现代化计划将改进该飞机的可靠性，并以最高的成本效益增加其长期的任务能力。目前，美国空军采办计划要求对使用中的112架C-5飞机实施现代化。洛克希德·马丁公司C-5现代化项目副总裁乔治·舒尔茨说：‘C-5确实是不可替代的国家资产。美国现在还没有另一种飞机能完成C-5飞机的任务，C-5飞机的现代化是至关重要的事情。采用新电子设备和发动机的新型C-5M飞机将在全球军力部署和供给方面为美国带来无以伦比的能力。C-5经现代化后将可服役到2040年。‘C-5飞机安装了由古德里奇公司设计和生产的新发动机吊架，今年年底将安装新的发动机。C-5 RERP安装了经实践验证的、目前在民用飞机上（包括著名的空军1号飞机）得到广泛应用的CF6-80C2发动机。CF6-80C2发动机的推力超过22250daN，可使C-5飞机携带122.58吨的负载，起飞距离1520米。新C-5飞机的发动机推力提高了22%，起飞距离进一步缩短30%，爬升速度提高58%，可使目前采用TF39发动机的飞机的可靠性和维护性提高10倍。CF6发动机的离港可靠性为99.98%。C-5现代化的第一阶段是航空电子现代化计划（AMP）。AMP采用电子全天候飞行控制系统、自动驾驶仪、导航和安全特性更好的设备取代了模拟座舱设备和系统。全面改进的C-5飞机将在2006年春季首飞，届时将更名为C-5M。
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