В ходе летных испытаний возник ряд проблем, связанных, прежде всего, с отработкой программного обеспечения бортового оборудования и интеграцией двигателей и планера самолета. В частности, в начале 1992 года выяснилось, что удельный расход топлива двигателями на 28% превышает оговоренный контрактом. Были предложены доработки, которые должны были снизить перерасход топлива до 16% к августу 1993 года и полностью "закрыть" проблему к маю 1995 года.
Программа летных испытаний завершилась 15 декабря 1994 года, к тому времени заказчику – ВВС США – было поставлено уже 16 серийных машин.
В 1991 и 1992 годах начались статиспытания специально построенных для этого самолетов. С осени 1992 года, после того, как во время статических прочностных испытаний крыла самолета произошло его преждевременное повреждение при нагрузке 128% от максимальной эксплуатационной (тогда как требованиями предусматривается сохранение прочности при нагрузке 150% от максимальной эксплуатационной), ВВС США и фирма Макдоннелл-Дуглас приступили к работам по модернизации конструкции и систем самолета, необходимым для повышения его прочности. Первоочередным решением было упрочнение крыла за счет использования стальных накладок на алюминиевых стрингерах и усиление самих стрингеров. В дальнейшем предполагается установить на самолете и активную систему уменьшения нагрузок на конструкцию в полете ACLS (Active Load-Control System), которая, задействуя элероны и интерцепторы, будет ослаблять воздействие порывов ветра на конструкцию планера (аналогичные системы уже применяются на магистральном лайнере Эрбас Индастри А340, военно-транспортном самолете Локхид С-5 и бомбардировщике Нортроп В-2).
В ходе реализации программа С-17А не раз подвергалась резкой критике со стороны конгресса и военных – сыграли свою роль конструктивные недостатки и плохое руководство программой. Указывалось, что С-17А перетяжелен на несколько тысяч килограмм, сроки его создания отстают от графика на много месяцев, а двигатели самолета не могут работать на режиме полной тяги вследствие того, что от выхлопных газов перегреваются алюминиевые закрылки. В свое оправдание разработчики утверждали, что ВВС уже после выдачи в 1981 году контракта изменили требования к самолету в сторону их повышения, что усложнило выдерживание графика и увеличило технический риск. Кроме того, программу замедлило и излишнее государственное вмешательство. В мае 1993 года министр обороны Лес Эспин уволил генерал-майора ВВС М.Бучко, директора программы самолета С-17, за неправильное руководство ее реализацией. Понесли наказание и три других высокопоставленных офицера ВВС.
Однако работы над новым самолетом продолжались: ни одна из возможных альтернатив не могла служить полноценной заменой С-17А. Самолеты С- 5 и С-141 обладали способностью эксплуатироваться только с 850 из 10000 ВПП, имеющихся в мире (без учета стран СНГ и Китая). Только С-130 мог эксплуатироваться с коротких неподготовленных ВПП. С-17А рассчитан на перевозку почти вдвое большего груза по сравнению с С-141 и С-130 и его доставку непосредственно на театр военных действий без перегрузки на другие самолеты. Кроме того, погрузка и разгрузка С-17А происходят значительно быстрее.
В соответствии с первоначальными планами ВВС США до 2000 года должны были получить 210 самолетов С- 17А, при этом полная стоимость программы оценивалась в 37,1 млрд.долл. при цене одного полностью оснащенного самолета в 125 млн.долл. (без учета НИОКР и других накладных расходов). В 1991 году объем заказа был сокращен до 120 самолетов, закупки которых должны завершиться в 2003 финансовом году, а поставки – в 2004 году.
По оценкам, сделанным в 1992 году, общая стоимость программы составит 35,802 млрд. долл. Расходы фирмы Макдоннелл-Дуглас на разработку и начальное производство самолета С- 17А оцениваются в 7,45 млрд.долл. Для постройки " Гл оубмастера" 111 требуется более 15400 рабочих чертежей, а максимальное число специалистов фирмы Макдоннелл-Дуглас, занятых в программе, составляет 10000 человек. Кроме того, в программе занято около 200 субподрядчиков, основными из которых являются фирмы Пратт-Уитни (двигатели) , LTV (хвостовое оперение и гондолы двигателей), Локхид (компоненты крыла) и другие.
Самолеты С-17 должны использоваться прежде всего для переброски в Западную Европу легких пехотных дивизий (до 10 дивизий менее чем за две недели). Отличительной особенностью машины является возможность перевозки грузов не только между театрами военных действий, но и в пределах одного ТВД с посадкой на небольшие малоподготовленные аэродромы. "Глоубмастер" III объединяет в себе свойства созданных ранее стратегического военно-транспортного самолета С-5 (перевозка крупногабаритных грузов) и оперативно-тактического ВТС Локхид С-130 (способность эксплуатироваться с ВПП размерами 915x27 м). В значительной степени на формирование облика С-17А повлиял советский Ил-76, также, как и " Глоубмастер" III объединяющий свойства стратегического и оперативно-тактического ВТС.
Безусловно, американские конструкторы внимательно изучили самолет ОКБ Ильюшина, заимствовав у него ряд важных особенностей. Как и Ил- 76, американская машина может длительное время эксплуатироваться автономно, на аэродромах, не имеющих специального оборудования.