Первый среднемагистральный ДС-10-10 начал свою службу в Америкэн Эйрлайнс (American Airlines) в августе 1971. В это же время уже полным ходом шли работы над дальнемагистральным ДС-10-30, который был снабжён более мощными двигателями, дополнительными топливными баками и усиленными шасси. Больше всего ДС-10 было построено именно в модификации ДС-10-30, включая транспортный вариант, в то же время авиакомпании Northwest Airlines и Japan Airlines заказали самолёт в модификации ДС-10-40 с двигателями Pratt & Whitney JT9D. ВВС США заказали также 60 ДС-10 в модификации КС-10А в качестве летающего танкера.
Производство этого самолёта было прекращено в 1989 году, однако многие машины были переделаны в грузовой вариант и продолжают летать до настоящего времени.