S-64“空中吊车”
尽管S-64“空中吊车”的销售不如预期，但西科斯基仍对该机的设计抱有信心，希望能利用其基本技术来建造一架更为成功的直升机。1960年，美国海军陆战队开始寻求老旧S-56直升机的后继机，一开始想跟着美国海军参加由空军-陆军-海军联合发起的“三军垂直起降运输机”项目，该项目最终导致了沃特-席勒-瑞安XC-142A倾转旋翼机的出现。“最终”这个词在这里比较重要，因为随着设计变得越来越复杂，项目不可避免地遭到拖延，使海军陆战队无法在令人满意的时间表获得生产型飞机，于是就退出项目。事实证明了陆战队的明智，因为XC-142A虽然是一种非常具有创新性的飞行器，但始终未能投产。
1962年3月，美国海军武器局代表海军陆战队颁布的试验性重型直升机（HH(X)）招标，规定该机需要装载3630千克货物，以278公里/小时的速度飞行时的作战半径是185公里。HH（X）将用于执行突击运输、飞机回收、人员运输和医疗后撤等任务。在突击运输时主要运送重型装备而不是部队。
YCH-53A原型机
海军陆战队一开始想购买四架原型机，但苦于资金不够。西科斯基为了保住项目，降低了对研发成本的预估，并表示该项目可以只用两架原型机来完成。陆战队欣然同意，在1962年9月授予西科斯基予两架YCH-53A原型机的研制合同，总价格稍低于1000万美元，其中还包括一架模型和一个地面测试机身。
由于工程资源短缺，分包商和政府的各种不足，项目发展并非一帆风顺，问题都被西科斯基逐一解决，但他们面对的最大问题——美国国防部长麦克纳马拉却不是那么好对付的。麦克纳马拉正在推动武装部队之间的“通用性”，强行要求海军陆战队员采购“支奴干”，好在最后陆战队法说服麦克纳马拉“支奴干”无法满足陆战队的要求，需要实施许多昂贵的设计修改。
组装中的第一架CH-53A
在克服了所有障碍后，第一架YCH-53A于1964年10月14日在康涅狄格州斯特拉特福的西科斯基工厂进行了首飞，落后于计划大约四个月。9月，海军陆战队已经下达了16架直升机的初始生产合同。试飞比比预期得更顺利，帮助追回了失去的研发时间，CH-53A“海种马”在1965年9月进入陆战队服役。海军陆战队是如此急于获得CH-53A，即使在该机完成试飞前就让其服役了。西科斯基共制造了141架CH-53A，其中包括两架原型机。
CH-53A沿用了S-61R/“快乐的绿巨人”系列直升机的机身设计，驾驶舱后的机身两侧各有一个乘客舱门，动力收放尾舱门可放下作为装货坡道，后机身两侧有大型浮筒兼短翼。该机采用前三点式可收放起落架，所有起落架都是双轮结构，主起落架收入机身浮筒。CH-53A的机身是水密的，但该机并不是一种水陆两栖直升机，只能在紧急情况下降落在水面。CH-53A的油箱位于短翼内，底部油箱自密封以防止遭防空火力射击后起火。在需要时机身内最多还能安装5个1313升转场副油箱。
CH-53A采用六叶主旋翼和四叶尾桨。为了节约登陆舰上的空间，尾梁和旋翼都可折叠，所有舰载型“海种马”的旋翼可以自动折叠。
CH-53A
CH-53A最初在前机身顶部两侧安装两台通用电气T64-GE-6涡轴发动机，单台功率2125千瓦（2850轴马力），前机身每侧有一台发动机。后来升级为2300千瓦（3080轴马力）的T64-GE-1，随后是2600千瓦（3485轴马力）的T64-GE-16。该机改用机械式飞控系统，具有两套独立的液压伺服系统和一套自动飞行控制系统（AFCS）。生产型直升机安装了EAPS进气口过滤器，并在机身两侧舱门处安装了M60 7.62毫米机枪的支架，机身增加了205千克装甲以保护机组和重要机械系统。
翻筋斗的CH-53A
CH-53A的机组编制4人，保留飞行员、副驾驶、装卸长和随机观察员。该机的内部货舱长9.12米、高2.29米、宽1.98米，壁板配备滚筒系统。货舱可容纳38名士兵、或24名医护人员和单价，装货时的最大载重量3630千克，机腹单点挂钩的外部吊挂重量5900千克。CH-53A在当时是一种性能非常突出的重型直升机，打破了几项性能记录，甚至能够完成筋斗和滚转机动。
CH-53A越战机降
CH-53A在1967年1月抵达越南，开始发挥重要作用，该机最终回收的飞机甚至比CH-54还多，回收飞机的价值甚至超过了海军陆战队在S-65项目上的投资。与S-64相比，S-65才是军方真正想要的重型直升机。
不过在越南的热带气候中执行运输任务需要更多动力，所以海军陆战队决定购买CH-53D改进型，该机显示安装了2755千瓦（3695轴马力）的T64-GE-412发动机，后来升级到2930千瓦（3925轴马力）的T64-GE-413。为了充分利用发动机增加的功率，CH-53D的变速箱也经过升级，能承受两台发动机5640千瓦（7560轴马力）的总功率和单台发动机的2820千瓦（3780轴马力）功率。该机还改进了货舱布局，可以搭载55名士兵。
CH-53D海种马直升机
CH-53D在1969年1月27日首飞，当年晚些时候开始交付陆战队。西科斯基共制造了124架CH-53D外加两架VH-53D VIP运输直升机，后者内部豪华装潢，用于在要员运输任务中运输记者团和备件。VH-53D最后被西科斯基S-70“总统鹰”取代。
虽然CH-53的官方绰号是“海种马”，但人们更喜欢把该机称为“野猪”、“猪”、“小猪”、“大铁人”和“拉稀”，最后一个绰号是因为该机的发动机排气总是把尾巴弄得脏兮兮。
CH-53D和CH-53A一起度过了越南战争的剩余岁月，并一起参加了美军最后的越战任务——从西贡和金边撤出人员的任务。海军陆战队在越南损失了19架S-65，其中9架被击落，10架因事故坠毁。
较老的CH-53A在20世纪90年代初被逐渐淘汰，留下CH-53D继续服役。这些直升机升级了自卫套件。其中包括在尾梁两侧各增加一个30发AN/ALE-39干扰弹发射器，AN/ALQ-157（V）2红外对抗系统，两挺12.7毫米M2/XM218机枪。
CH-53D在2012年开始退役，被MV-22“鱼鹰”取代。
除美国海军陆战队外，美国空军和海军也装备过“初代种马”，这种型号还出口到了以色列和德国，型号分别如下：
RH-53A，美国海军采购的15架CH-53A，用于执行空中扫雷任务。
HH-53搜救直升机
HH-53B，美国空军战斗搜索和救援（CSAR）改型，基于CH-53A直升机，增加了空中加油能力和可抛弃的外部副油箱，乘员舱门上方增加救援绞车，发动机升级3080轴马力的T64-GE-3。
HH-53C，美国空军CSAR直升机，发动机升级成3435轴马力的T64-GE-7，改用悬臂式外部副油箱挂架。
RH-53D，美国海军采购的36架扫雷直升机（其中6架通过对外军售计划卖给了伊朗）。RH-53D具有改进的全冗余四轴AFCS自动飞行控制系统，更大的外部副油箱和专用机载扫雷（AMCM）设备。AMCM设备包括与主变速箱下方连接的牵引臂、机鼻可调节后视镜、座舱中的牵引张力和拖缆角度表。货舱后坡道上安装有护轨防止拖缆与机身接触，货舱内绞车对拖缆和输油管进行收放，后者为扫雷载具上的动力装置加油。RH-53D能以28公里/小时的速度速度牵引扫雷载具，此时拖缆张力达6.8吨。
S-65C-1（CH-53G/GS/GE/GA），德国福克/VFW公司安许可证为德国陆军制造的112架CH-53D，编号CH-53G。德国陆军多年一直致力于CH-53机队的现代化升级，最新升级的CH-53GA将服役到2030年以后。2013年1月，所有CH-53从德国陆军移交到德国空军。
以色列的CH-53A
S-65C-3 CH-53“海燕”，以色列购买的42架CH-53D，已经过多次升级，至少要服役到2025年之后。
MH-53H/J/M，美国空军特种作战直升机，用于执行CSAR任务和特种部队运输任务。这些直升机在2008年10月退役。
三发种马S-80
虽然S-65与S-64相比更能解决军事需求，但S-65仍然缺乏足够的起重能力，作为空中吊车使用时无法真正令人满意，回收飞机时稍显功率不足。在高海况下拖曳扫雷载具也对“海种马”的功率提出了更高要求，
1967年10月，美国海军陆战队发布了一份具体作战需求（SOR-14-20），要求研制一种起重能力是S-65 1.8倍的重型直升机，但仍适合部署在两栖攻击舰上。美国海军也对用这种直升机进行垂直补给（vertrep）很感兴趣，也就是用该机来给军舰空运补给。大约同一时间，美国陆军开始寻求一种重型起重直升机（HLH）来取代CH-54。
西科斯基一直在持续改进S-65，在陆战队发布需求前就已经在规划其改进型S-80了。S-80是S-64B三发“空中吊车”和CH-53D的综合体，为了降低研制风险，该机将沿用CH-53D的机体，但具有三台涡轴发动机和更强大的旋翼系统，在不重新设计旋翼叶片的情况下，通过增加一片数量和旋翼直径来大幅提高性能。西科斯基在1968年向陆战队提交了该方案，海军陆战队对S-80很是欣赏，因为该方案基于成熟的S-65，具有较低的风险，于是偶决定资助西科斯基展开研究。
美国陆军也在同时研究HLH，采纳了波音伏托尔的方案，看上去就是放大后的“支奴干”。 1970年9月，美国国防部长梅尔文·莱尔德要求三军统一装备陆军的HLH，美国海军陆战队和海军赶紧抗议HLH挺行过大无法从登陆舰上起降。1971年底，美国国会同意海军陆战队和海军独立发展自己的重型直升机，采纳了西科斯基的方案。该公司很快获得了制造两架YCH-53E原型机的合同。而陆军的HLH因过于不切实际而在1974年底被取消。
CH-53E采用三发布局，是美军现役最大直升机
第一架YCH-53E于1974年3月1日在斯特拉特福的西科斯基工厂进行了首飞。该机的机身基本与S-65一样，但在旋翼轴后方增加了第三台T64-GE-415涡轴发动机，这台发动机的进气口位于旋翼轴左侧。三台发动机否配备了防冰系统，并在前两台发动机间增加了一台燃气涡轮辅助动力装置（APU）用于发动机启动和地面供电。S-80在设计上的其他特色还有：
旋翼叶片数量从S-65的6片增加到7片，叶片弦长更宽，旋翼直径也从S-65的22.02米增加到24.08米。所有S-65系列都改用了全金属叶片，而S-80的叶片使用钛合金大梁和玻璃纤维制成。
该机还具有更强大的传动系统，机身加长1.88米，机身两侧短翼也更长，增加了载油量，并可挂载2460升的大容量副油箱，机鼻右侧有可伸缩空中加油探管。
S-80可容纳55名士兵，不过该机一般执行重型货物运输任务，内部载货量13610千克，外部吊挂载重量16330千克。该机的机腹同时具有传统的中央单点式吊挂更新式的前后双点式挂钩。
第一架原型机在一次地面事故中被毁。原型机采用的大翼展低置安装对称平尾在试飞中导致了飞行控制问题，于是第二架原型机改装了独特的全新尾翼组件。垂尾向左倾斜20度，并在顶部右侧安装了单片倒海鸥平尾。
第一架预生产型CH-53E“超级种马”于1975年12月8日首飞，成为S-65/S-80系列中第一架采用数字而不是模拟式飞行控制系统的直升机，之后生产的S-80都具有数字飞控。西科斯基在1987年获得首批CH-53E生产合同，该机在1981年2月进入陆战队服役。该机在飞机回收、火炮或轻型装甲车辆运输方面都表现出色。
虽然体型庞大，但CH-53E凭借其超大功率仍具有出色的的速度和敏捷性能，数字飞行控制系统有效防止了飞行员的过度操纵。CH-53E在海湾战争期间表现出色，美国海军和陆战队共够没了177架S-80。
CH-53E的自卫套件包括两挺机枪和AN/ALE-39干扰弹发射器，大多数CH-53E在后来升级了驾驶舱照明系统以兼容夜视镜，并在机鼻左侧安装了一个休斯AN/AAQ-16前视红外转塔，也被叫做直升机夜视系统（HNVS）；此外还有新型无线电和GPS接收机；提高了耐坠保护性能的飞行座椅。CH-53E挂过一枚“响尾蛇”或两枚“毒刺”导弹在自卫能力研究中进行过试射，但并没有实际装备。
MH-53E机身两侧有硕大的浮筒油箱
美国海军对使用S-80进行扫雷非常感兴趣，装备了专用的S-80M/MH-53E“海龙”。该机与CH-53E在外观上最明显的区别是大幅增加了机身短翼，这样提高了内油，增加了续航力。“海龙”保留了“超级种马”的机鼻空中加油探管，不过该机无法挂载外部副油箱，只能在机舱内安装最多七个1136升转场油箱。
MK105扫雷载具
MH-53E的数字飞控系统为拖曳扫雷载具进行了优化，“海龙”除了安装RH-53D的反水雷系统外，还具有两挺机枪、现代化的AN/ALQ-160水声对抗系统、AN/ALQ-166磁性扫雷水翼载具、诺斯罗普机载激光雷达水雷传感器（ALARMS）。
拖曳扫雷载具的海龙
MK105收纳状态
第一架YMH-53E原型机改装自一架预生产型CH-53E，没有超大短翼，该机在1981年12月23日首飞。第一台预生产型MH-53E于1983年9月1日首飞，该机在1986年6月开始交付，1988年4月开始服役。美国海军共获得46架“海龙”，装备该机后，大多数剩余RH-53D也被改装回运输直升机。
海龙拖曳Mk.105作业示意图
美国国防部的总统支援项目曾想为白宫购买6架基于CH-53E的VH-53F总统专机，但在测试中发现“超级种马”的旋翼下洗气流过于强大会损坏白宫草坪的灌木，所以作罢。
日本“海龙”
西科斯基为出口市场准备了S-80E改型，但只有日本海上自卫队购买了11架MH-53E的出口型S-80M-1。日本在1983年就下了订单，但由于政治原因直到1989年才开始交付的。日本“海龙”与美国海军型基本类似，只是没有空中加油能力。日本“海龙”能执行次要运输任务，是自卫队的最重型直升机。
种马王登基
美国海军陆战队一直在计划升级大部分CH-53E，让该机继续服役，但因缺乏预算导致该计划停滞不前。西科斯基后来想陆战队提出了更具成本效益且性能大幅提高的CH-53X新改型，在2006年初获得了陆战队156台的采购大单，正式编号为CH-53K，很快订购数量就增加到200架。海军陆战队计划使用CH-53K来取代全部CH-53E。第一架YCH-53K于2015年10月27日首飞，该机将与2019年开始服役。
CH-53K原型机
CH-53K是对S-80的彻底重新设计，主要改进方面在于新的发动机、驾驶舱布局和主要由复合材料制成的机身。该机安装三台GE38-1B涡轴发动机，单台功率5595千瓦（7500轴马力），新发动机导致了对直升机进气和排气系统的重新设计。CH-53K还具有全新的弹性轴承系统和复合材料旋翼叶片，该机的高温高原性能具有了大幅提高。
新驾驶舱的设计理念基于“联合互操作驾驶舱”，是一种与贝尔UH-1Y类似的数字化玻璃驾驶舱。CH-53K其他方面的改进还有新型外部货物处理系统和延长机身寿命。CH-53K的起吊能力和作战半径都是CH-53E两倍多，货舱也宽了30厘米，可以容纳下悍马车或美国空军C-17使用的标准尺寸463L托盘，这些都是CH-53E无法内置运输的。CH-53K具有新的复合材料短翼，机身总宽度缩小了1.83米，更利于舰载作业。
CH-53K在货舱后坡道增加了一挺机枪，标准布置下能容纳33名士兵，安装中央座椅后能增加到55人。目前德国和以色列都对CH-53K很感兴趣。
,
