E-2D“先进鹰眼”预警机是在E-2C“鹰眼2000”预警机的基础上改进而来。该机由诺斯洛普·格鲁门公司研制。其翼展28米，机高5.6米，机重18090kg，最大起飞重量23850kg，最大速度552km/h，升限9100米。
E-2D“先进鹰眼”预警机是美国海军为执行作战管理指挥及控制任务而研制的一种新型预警机，其功能强大，可以执行从空中交通管制到导弹防御，从边境防守到搜索救援等多种任务。在己方部队受到攻击之前，它还能起到预警扫清障碍等关键作用。
虽然E-2D“先进鹰眼”外观与E-2C类似，但其许多系统和能力却经过了全部重新设计。该机的核心是由洛克希德·马丁公司设计并制造的新雷达APY-9，从而使该机比E-2C能在更远距离识别更小和更多的目标。由L-3通信Randtron天线系统公司研制的新旋转天线罩内增加了电子扫描阵列，其具有持续的360°扫描能力。
E-2D所配备的雷达、发动机等设备也进行了大幅度升级。E-2D配备的全新雷达具有机械及电子扫描双重能力，使其能够进行360度全方位覆盖、全天候追踪及环境觉察等能力。新型雷达还使E-2D预警机能够为海军提供陆地与水上远距离危险探测，在敌军地面部队、巡航导弹与飞机接近己方部队前发出警告，并能引导拦截机或攻击机向敌军发动进攻。
E-2D先进鹰眼预警机采用完整的“全玻璃”战术座舱，能够搭载五名飞行员，其中一名驾驶员、一名副驾驶员以及3名任务系统操作员。当飞机悬停时，驾驶员或副驾驶员能够作为第四名操作员参与执行作战任务。
E-2D还具备超强的通信能力，其所配备的加强型电子支援系统以及现代化通信及数据链接组，能够实现关键信息与监控数据的综合与传输。E-2D所搭载武器系统的射程及精确性也远远超过其它同类预警机。
2008年7月15日，诺斯洛普·格鲁门公司对其E-2D预警机进行了第125次试飞实验，并获得成功。
E-2D预警机的试飞成功成为美国预警机研发过程中的一个重要里程碑。