在采购新机型的同时，韩国空军还在谋求对现役F-16机队进行升级，使其能够服役到2030年之后。去年底，韩国国防部与BAE系统公司达成了134架F-16Block52战斗机升级计划，包括换装雷神公司研制的先进战斗机雷达(RACR，是一款专门F-16升级市场研制的主动相控阵雷达)、新的任务计算机系统以及新的座舱显示系统等，首架升级型飞机将于2018年服役。
之所以选择BAE系统公司的F-16升级方案，是因为这是国际上首个针对F-16战斗机升级市场的第三方方案，在这之前，美国空军已经选择了洛克希德·马丁公司为其升级F-16机队，机队数量超过300架，而继美国之后，台湾地区也选择了洛克希德·马丁公司升级其F-16机队。在美国和台湾地区的升级项目中，洛克希德·马丁公司都选择了其长期合作伙伴诺斯罗普·格鲁门研制的机载雷达产品。
为了完成韩国F-16升级项目，BAE北美公司专门在沃斯堡设立了一个新工厂。目前，首批2架飞机(KF-16C单座型和KF-16D双座型各一架)已经抵达沃斯堡工厂，并开始进行升级之前的准备工作，预计2016年完成升级后的首飞。按照双方的协议，其余战斗机的升级将在韩国国内完成，由BAE北美公司提供升级包，具体的升级工作则由韩国国内的三星航宇或韩国航宇公司(KAI)完成，预计从2017年开始，升级速度为4～6架/月。