远程型。机体与DC-10-10相同，翼展增加3.05米，增加燃油箱，航程增加到10,010公里，主要用于远程国际航线。载客270～380人。由于最大起飞重量增加，所以在机身下主起落架之间又增加一起落架。采用3台CF6-50A或-50C，或-50C1，C2或C2B涡轮风扇发动机，单台推力218.0千牛(22227公斤)，或227千牛(23163公斤)，或233.5千牛(23827公斤)，或236千牛(24082公斤)。最大起飞重量251745千克，或263085千克。1972年6月21日首次试飞，1972年11月21日获美国联邦航空局型号合格证，交付使用。
DC-10-30ER 加长航程型。在后货舱加装副油箱。采用CF6-50C2B发动机。瑞士航空公司于1980年7月订购两架，其它用户还有泰国航空公司和日本Toa国内航空公司。
DC-10-30亦有DC-10-30客货互换型及DC-10-30F全货机型。 美国空军订购和使用的空中加油机和货机。1977年12月，美国空军决定选择一种空中加油机和货运机型，最后DC-10被选中，在DC-10-30基础上设计而成。编号KC-10A。最大起飞重量267620千克。机舱中所载53000千克燃油和机上燃油系统（可载108000千克燃油，是目前世界上载油量最大的空中加油机）相通。KC-10A空中加油系统位于机尾下方，由数字线传飞行控制系统(FBW)控制加油作业。KC-10于1980年7月12日首飞，1981年3月17日交付美国空军使用，至1990年4月4日最后一架KC-10A交付给美国空军，KC-10共生产60架。
MD-10是在DC-10系列经改进驾驶系统的型号。主要改动包括将DC-10原本的三人制驾驶舱改为二人制驾驶舱，将原有的传统仪表改为全新的EFIS电子显示，加强机体结构，最高载重量203,000公斤。MD-10型由波音公司改装，只有联邦快递订购使用。 （现奥比斯飞行医院由此机型执飞）
机翼 悬臂式破损安全结构全金属下单翼。采用麦道公司设计的翼型。1/4弦线后掠角35°，翼根弦长10.7米，相对厚度12.2%，逐步变化至翼尖的8.4%。每侧机翼前缘有全翼展缝翼，从翼根至75%半翼展处的后缘装有后退式双缝襟翼，襟翼放下25°时，最大升力系数2.16，放下50°时，为2.67。横向操纵由外侧低速副翼、内侧全速副翼和每侧机翼上的5块扰流片来完成。低速副翼只用于起飞和着陆。扰流片除用于横向操纵外，还用于减速和直接升力控制。各操纵面的协同动作由程序控制器控制。机翼上有4个整体油箱，还有一个辅助油箱。4个标准压力加油口。
尾翼 全金属悬臂式结构。由于垂直尾翼根部安装了发动机，方向舵的效率受到影响。采用双铰链后缘方向舵，方向舵的后缘有一可偏转的后缘铰接段，当舵面偏转时，舵面后缘铰接段还可相对于舵面偏转，增加舵面弯度，提高效率。方向舵分为二段，自动增稳系统只操纵方向舵下段。平尾为铝合金多梁结构，垂尾为四梁多肋铝合金结构。各操纵面均为铝合金半硬壳结构，只在后缘和翼尖处采用玻璃钢。DC-10-40型的方向舵上段为石墨环氧树脂复合材料结构。
机身 铝合金半硬壳式破损安全结构，圆形截面机身。机舱内增压。
起落架 液压收放前三点式。应急时靠重力自行放下。前起落架为双轮式，向前收入机身，前轮可转弯操纵。主起落架为四轮小车式，向内收入机身，机身中心线处还有一个两轮式主起落架，向前收入机身。全部采用油－气减震器。装有独立的盘式刹车系统和防滑系统。动力装置 3台风扇发动机，带反推力装置。每侧机翼下各挂一台，垂直尾翼根部装一台。发动机进气口装有吸音壁板。设计巡航速度M0.82～0.85。
机舱 3人制驾驶舱，正、副驾驶员和飞行工程师，还有两个观察员座椅。客舱混合级布局载客255～270人，全经济级布局载客380人。
系统 来自发动机高压及中压压气机的引气或辅助动力装置的压缩空气经过输气管道进行防冰、空调和起动发动机。有3套空调系统，并可在12800米的高空保持2300米高度的气压。3台发动机各驱动一套相互独立的液压系统。辅助动力装置提供地面电源和冷气电源，还包括主发动机起动和提供飞行中的辅助电源。3台发动机驱动3台交流发电机。TSCP-700-4型辅助动力装置还驱动一台交流发电机，用于地面和高空紧急供电。直流电由变压器供给，另有蓄电池组。
机载设备 除装有一般仪表、导航和通信设备外，还有中央大气数据计算机和气象雷达，自动着陆系统和一套复式自动着陆防护系统，可使飞机在IIIA类气象条件下自动进场和着陆。-30和-40型上还装有3套能满足ARINC571技术标准的惯性导航系统。可选装复式区域导航系统。