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隨著俗稱「老母雞」的C-119運輸機機件老化，空軍在1970年代末期向美國爭取採購新運輸機，1980年代初期，雷根政府批准軍售，售台C-130H運輸機，首批編號1301~1312的12架C-130H運輸機在1986年底返台服役；1995年空軍獲得第2批4架C-130H運輸機、1997年獲得第3批4架運輸機。空軍另外採購一架C-130H，由美國廠商改裝電戰設備，成為C-130HE「天干機」。
除編號1310的C-130H運輸機於1997年10月10日國慶日不幸墜毀於台北松山機場外，其餘19架C-130H組成的運輸機隊成為空軍空運主力。C-130H為國軍唯一的一款中型運輸機，主要任務用於國軍人員與物品運送外，還要協助交通部疏運外島民眾。除了飛南沙太平島需要4個小時以上航程外，其餘台灣本島與離島運輸多在1個小時飛行時間之內，因為起降次數頻繁，平均每日起降5次以上，雖然C-130H發動機未達使用期限，但機體的金屬結構卻已出現金屬疲勞與鏽蝕。
國際大廠升級方案多
美國空軍空運司令部（AMC）擁有約450架C-130H與C-130J運輸機，其中1架C-130H的機翼與機身連接處的「虹式接頭」（Rainbow Fitting）發現有「異常裂縫」（atypical crack）後，AMC在8月曾決定停飛旗下123架飛行時數超過1.5萬小時，並且未安裝「主翼延壽加固套件」，同時進行特檢，直到完成特檢後才復飛。雖然空軍軍機不受民航局26年機齡限制，但是在空軍預算有限，又暫不考慮購買新機的情況下，C-130H有必要實施延壽與性能提升。
C-130系列運輸機從1956年開始服役後，全球量產超過2200架，堪稱最長壽、最暢銷的中型運輸機。C-130全球數量龐大，因此國際航太廠商提供許多升級方案。提供國軍P-3C反潛機翻修服務的美國L3公司提出的方案包括航電、機體升級，2019年贏得美國空軍的C-130航電現代化計劃，項目包括更新機上的電腦、軟體、導航系統、飛航管理系統，加裝電子螺旋槳控制系統（EPCS）等，將為美軍改良176架C-130H型。
洛克威爾柯林斯公司（Rockwell Collins）提出的升級方案，包括通訊、導航、監視／飛航管理（CNS/ATM）性能提升，採用新航電系統，儀表板換裝2具大型多功能顯示器，或是換裝全玻璃座艙。葡萄牙、新加坡、法國空軍的C-130H都是採用洛克威爾柯林斯的方案。另外，以色列空軍C-130H則委由以色列艾爾比特公司（Elbit）升級駕駛艙，包括升級為數位座艙，並加裝抬頭顯示器、改良雷達系統等。
國軍C-130性能提升卻不採用上述廠商的升級方案，而是由中科院、亞航與加拿大Cascade航太公司合作升級，包括補強軍用全球衛星定位系統(GPS)與防撞系統等。不過，儘管製造商洛克希德馬丁提醒國軍C-130服役壽限將至，但是礙於空軍將預算優先升級F-16戰機與購買66架F-16V戰機，預算排擠因素下要等到2021年度才能執行升級計畫。
性能升級仍有不足
國軍雖然確定升級C-130H運輸機，但是仍有不足之處。近期共機頻繁擾台，C-130H運輸機必須飛越海峽中線前往金門與馬祖運補與輸運，更必須遠赴東沙與太平島定期運補，航程中可能遭遇中國大陸、越南等國家的軍機艦，局勢緊張下可能遭到敵軍飛彈鎖定，但是在空軍的C-130H升級方案中，卻只有升級航電設備，沒有加裝諸如熱焰彈之類的反制設備。
空軍第六聯隊所屬空運機隊中，除了C-130H外，還有畢琪1900(B-1900)機隊與3架福克50螺旋槳行政專機，但B-1900與福克50機齡也逾30年，運載量又不如C-130H運輸機，以致C-130H經常在會有未完全裝滿的情況下執行任務，過度短距離起降增加機件的消耗。
除了希望台灣採購最新型C-130J運輸機外，洛馬2009年時曾向軍方推銷C-27J中型運輸機，C-27J為洛馬與義大利李奧納多公司依據G222型螺旋槳運輸機為基礎所研發，採用與C-130同樣的發動機，機尾由漢翔公司所製造，但是後來軍方礙於預算因素而未採購。未來空軍若要汰換B-1900與福克50，可考慮採購C-27J之類的中型運輸機，分攤C-130的運補壓力、提升運輸機隊的運用效能。
