Seria 40 DC-8-40 posiadał kadłub z serii 30, jednak był napędzany dwuprzepływowymi silnikami Rolls-Royce Conway 509 (78,4 kN), które były wydajniejsze w stosunku do silników turboodrzutowych montowanych na dotychczasowych wersjach samolotu. Mimo to samolot miał słaby wskaźnik sprzedaży ze względu na niechęć amerykańskich linii lotniczych do zakupu obcego produktu (w tym wypadku silniki). Oferowano wersje DC-8-41, -42 oraz ulepszoną wersję DC-8-43. Łącznie powstały 32 sztuki samolotów z serii 40. Samolot DC-8-43 21 sierpnia 1961 r. został pierwszym samolotem pasażerskim, który w locie nurkowym przekroczył prędkość dźwięku (1,012 Macha).
Seria 50 Samoloty z serii 50 otrzymały certyfikat w 1961. Napędzane były przez nowe silniki turbowentylatorowe Pratt & Whitney JT3D, które z sukcesem montowano na Boeingach 707. Większość wyprodukowanych wcześniej DC-8 otrzymała również silniki JT3D. Do samolotów DC-8-51, DC-8-52, DC-8-53 oferowano silniki JT3D-1 o ciągu 76 kN lub JT3D-3B (80,6 kN). DC-8-55 został certyfikowany w 1964, posiadał silniki JT3D-3B oraz wzmocniony kadłub dla wersji towarowych. Wyprodukowano 88 sztuk DC-8 z serii 50.