伊朗空军的波音747在两伊战争中发挥了重要作用，它们的两个主要作用是空中加油和后勤保障。例如，1981年9月27日至29日，伊朗伊斯兰共和国地面部队发动了第八伊玛目行动，打破了伊拉克陆军对阿巴丹的包围，解放了伊朗西南部胡齐兹坦省的被占领土。此次行动由大约40000名伊朗官兵参与，其中15000人在城外。行动开始前几个小时，伊朗空军的波音747-131F将陆军第77步兵师的数千名士兵从伊朗东北部的马什哈德空运到西南部的奥米迪耶。
1980年，伊朗当局决定通过叙利亚向黎巴嫩派遣军事代表团，在黎巴嫩内战期间帮助黎巴嫩什叶派民兵组织。结果招募了数百名伊斯兰志愿者，其中大部分是伊斯兰革命卫队(IRGC)成员。1981年，他们在指挥官穆斯塔法.恰姆兰(Mostafa Chamran)的率领下，乘坐伊朗空军的747-131F抵达大马士革国际机场，并从那里前往黎巴嫩。这也为伊朗空军在伪装成民用飞机的行动中使用其KC-747提供了掩护。1982年，伊朗空军的747-131F向大马士革转移了650名志愿者，其中大部分是革命卫队的成员；这帮助了叙利亚阿拉伯军队，以及在与以色列作战的黎巴嫩真主党。后者曾是被废黜的国王世俗政府时期伊朗的盟友之一，如今成为伊朗新伊斯兰统治者的目标。
伊朗空军的波音747-131F 5-281也来自于TWA公司，于1976年重新刷上了5-8102的编号，照片摄于第二年。这架飞机已经有一段时间没有飞行了，2021仍在梅赫拉巴德国际机场TAB1基地里海停机坪上封存。
空袭H-3基地
伊朗空军的KC-747在与伊拉克的战争中从第一天开始投入使用，但其战斗历史上最重要的里程碑是空袭位于约旦和叙利亚边境附近的伊拉克西部瓦利德(Al Walid)附近的H-3空军基地群中所起的作用。自两伊战争开始以来，这座基地一直屯放了大量的伊拉克空军飞机，并为伊拉克飞机，特别是伊拉克空军的图-22和图-16战略轰炸机提供了一个安全避难所，以躲避伊朗空军的空袭。瓦利德空军基地编码分别是H-3A(H-3东北)；H-3B(H-3西北)和H-3C(H-3西南)，这3座基地位于一个12英里(19千米)边长的三角形内。在战争的前六个月里，伊朗试图解放胡齐斯坦省的霍拉姆沙赫尔，但没有成功，这严重削弱了伊朗武装部队的士气。为了解决这个问题，并提供一个再次鼓舞士气的机会，伊朗空军设计了一个针对H-3空军基地的极其复杂的空中作战。此次行动需要使用KC-747加油机，其航程和续航力足以支援伊朗空军的F-4E展开远程打击。
四名伊朗空军的KC-747机组负责人在5-8103号机前合影，其中包括阿弗拉通.阿德哈米(Aflatoon Adhami，左一)，他作为吊杆操作员参与了对伊拉克H-3基地的袭击，在极低的高度上为伊朗空军的F-4E加油。
该行动于1981年4月4日发起，由其规划师费雷焦.伊扎德.塞塔(Fereidoun Izad-Seta)准将和巴赫拉姆.胡什亚尔(Bahram Hooshyar)准将领导。据目前居住在洛杉矶的叙利亚前总统哈菲兹.阿萨德(Hafez Assad)称，叙利亚总统曾拒绝允许伊朗空军使用叙利亚领空对伊拉克领土进行任何袭击，这延伸至拒绝伊朗空军KC-747在大马士革降落。从侧面考虑，伊扎德.塞塔和胡什亚尔安排一架KC-747为德黑兰-拉纳卡的航班提交一份飞行计划，该飞机在飞越叙利亚时将宣布假紧急状态并在大马士革降落，从而完成了计划的第一部分。伊朗外交部随后请求叙利亚当局允许用另一架伊朗波音747交付"停飞"的KC-747的备件。第二架飞机，实际上是另一架KC-747，在轰炸H-3基地的前一周抵达大马士革，这两架飞机都以维修为借口留在叙利亚首都。4月4日，即发动空袭的当天，伊朗人通知叙利亚当局，他们已完成维修，两架飞机都准备好返回德黑兰。
离开大马士革后，两架KC-747朝土耳其边境方向下降至200英尺(60米)，与8架伊朗空军的F-4E会合，并在低空加油，然后前往瓦利德的目标。H-3基地被成功轰炸，伊拉克人报告至少损失了10架米格-21和图-22，以及15架米格-17和米-2直升机、一座弹药库和部分机场导航雷达系统。与此同时，两架KC-747继续在200英尺的高度盘旋30多分钟，之后，7架F-4再次与加油机对接加油，并返回其在伊朗的基地。其中一架KC-747随后爬升至18000英尺(5500米)，并联系了大马士革和安卡拉空中交通管制部门，称该飞机遇到了舱压和通信问题，因此降低了飞行高度并中断了联系，随后返回伊朗。
两伊战争期间，贾拉尔.哈图纳巴迪(Jalal Khatounabadi)上校驾驶着一架伊朗空军的波音747-131F执行夜间任务。
然而，第二架KC-747仍在岗位上为第八架F-4E加油，这架F-4E(6号机)由马哈茂德.卡兹拉伊(Mahamood Khazraiee)少校和艾哈迈德.巴格里(Ahmad Bagheri)上尉驾驶，当时遭遇液压故障，无法返回德黑兰。KC-747和F-4E随后都爬升到6000英尺(1800米)高度，飞往叙利亚中部的帕尔米拉，并在那里紧急着陆，而这架KC-747返回大马士革。这次行动对心理的影响大于对伊拉克空军本身造成的身体伤害。此次行动要求31TFS和32TFS中队派出10架F-4E(两架为备用)使用Mk82蛇眼高阻炸弹和BL.755集束炸弹，另外还包括两架KC-747加油机和三架挂载蛇眼高阻炸弹的诺斯罗普F-5E。当F-4E轰炸H-3基地时，F-5E在伊拉克北部进行了一次佯攻，以吸引伊拉克空军的注意。