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日本航空自衛隊擁有13架E-2C預警機，是除了美國海軍之外最大的使用單位，為了汰換這批已服役30年的飛機，2014年自衛隊公布汰換計畫；經過競標後目前決定由新造的E-2D取代現有的E-2C鷹眼2000機隊。
美國務院在2015年批准向日本出售4架諾斯羅普格魯曼（Northrop Grumman）公司生產的E-2D「先進鷹眼」空中預警機。合約總額17億美元，出售內容包括4架飛機，10具發動機（其中8具安裝在飛機上，另兩具為備用），以及4具AN/APY-9雷達。2018年日本政府宣布，將以一比一的方式全面替換舊型的E-2C預警機隊，總金額31.35億美元，日本自衛隊最後將擁有13架E-2D預警機。
日本防衛省採購首批2架的E-2D於2019年開始交貨。日本首批購買的E-2D預警機並未要求具備「協同接戰能力」（CEC），但之後採購的E-2D都要求加購CEC功能，以強化與美軍的聯合作戰能。
E-2D最重要的改良項目是換裝洛克希德馬汀(Lockheed Martin)集團所生產的AN/APY-9先進超高頻相位陣列雷達 （Advanced UHF Radar，AURA)。
AN/APY-9雷達具備多種工作模式，其中在「凝視」模式下，機背上方雷達天線的旋轉機構被鎖定，電子掃瞄天線專門針對30至90度的水平扇面進行密集掃瞄，一旦UHF雷達發現偵測到訊號微弱，而且斷斷續續的可疑匿蹤目標時，雷達波束可以停止所有的水平掃瞄，專門對準一個固定方位掃描，強迫匿蹤目標現身，因而被日方視為偵測共軍匿蹤戰機的終極武器。
