Hercules giữ kỷ lục là loại máy bay lớn nhất và năng nhất từng hạ cánh trên một tàu sân bay. Trong tháng 10 và tháng 11 năm 1963, một chiếc KC-130F (BuNo 149798), của Thủy quân lục chiến đã tiến hành 21 lần cất hạ cánh trên tàu sân bay USS Forrestal với các trọng lượng khác nhau. Phi công, trung úy James Flatley III, đã được trao huy chương Distinguished Flying Cross vì thành tích này. Các cuộc thử nghiệm rất thành công, nhưng ý tưởng bị cho là quá mạo hiểm cho các chiến dịch "Chuyển hàng trên boong tàu sân bay" (COD) hàng ngày. Thay vào đó, C-2 Greyhound đã được phát triển cho riêng mục đích này. (Chiếc Hercules sử dụng trong thử nghiệm, gần đây nhất hoạt động trong VMGR-352 tới năm 2005, hiện là một phần trong bộ sưu tập của Bảo tàng Không quân Hải quân Quốc gia tại NAS Pensacola, Florida.)

Tuy C-130 tham gia vào các chiến dịch vận chuyển và tiếp tế hàng ngày, nó cũng đã được sử dụng như một phần trong các chiến dịch tấn công:

• Biến thể MC-130 mang và triển khai loại bom thông thường lớn nhất thế giới hiện nay, bom BLU-82 "daisy cutter" và GBU-43/B Massive Ordnance Air Blast bomb. Daisy cutters đã được dùng trong Chiến tranh Việt Nam để khai quang bãi đỗ cho máy bay trực thăng và loại trừ các bãi mìn. Trọng lượng và kích thước của vũ khí khiến nó không thể hay không thực tế khi chất lên các loại máy bay ném bom thông thường.
• Trong cuộc Chiến tranh Ấn Độ-Pakistan năm 1965, Không quân Pakistan đã chuyển đổi nhiều chiếc máy bay thành các loại máy bay ném bom hạng nặng, và các cuộc tấn công đã được tiến hành vào các mục tiêu như cầu và nơi tập trung quân của đối phương, với một số thành công đáng kể. Không chiếc nào bị mất khi hoạt động, dù một chiếc bị hư hại nhẹ.[11]

• Nó cũng đã được dùng trong cuộc đột kích Entebbe năm 1976 trong đó các lực lượng commando Israel đã tung ra một cuộc tấn công bất ngờ giải cứu 103 hành khách trên một chiếc máy bay chở khách bị những tên khủng bố Palestine và Đức bắt giữ tại Sân bay Entebbe, Uganda. Lực lượng cứu hộ — 200 lính, xe jeep, một chiếc Mercedes-Benz đen (làm giống chiếc xe của nhà độc tài Ugandan Idi Amin) — đã bay 4.000 km từ Israel tới Entebbe bằng năm chiếc Hercules của Không quân Israel (IAF) mà không cần tiếp dầu trên không (trên đường về, những chiếc máy bay được tiếp dầu tại Nairobi, Kenya).
• Trong cuộc Chiến tranh Falklands năm 1982, những chiếc C-130 của Không quân Argentina đã đối mặt với nguy cơ rất cao, khi tiến hành các chuyến bay tiếp tế ban ngày tới đơn vị đồn trú Argentina trên Quần đảo Falkland (Malvinas). Chỉ một chiếc thiệt hại trong cuộc chiến. Argentina cũng sử dụng hai chiếc máy bay tiếp dầu KC-130 trong cuộc chiến này, và chúng tiếp dầu cho những chiếc Skyhawk tấn công mặt đất đánh chìm tàu khu trục Anh HMS Antelope. Người Anh cũng dùng những chiếc C-130 cho các chiến dịch hậu cần của họ.
• Trong cuộc Chiến tranh Vùng Vịnh năm 1991, những chiếc C-130 Hercules được sử dụng bởi Không quân Mỹ, Hải quân Mỹ và Lính thủy đánh bộ Mỹ, và các lực lượng không quân Australia, New Zealand, Ả Rập Xê Út, Hàn Quốc và Anh Quốc.
• Trong cuộc chiến tranh Afghanistan và để hỗ trợ cho Lực lượng Hỗ trợ An ninh Quốc tế, những chiếc C-130 Hercules đã được Australia, Bỉ, Canada, Pháp, Italia, Hà Lan, New Zealand, Na Uy, Hàn Quốc, Tây Ban Nha, Anh Quốc và Hoa Kỳ sử dụng.
• Trong cuộc chiến tranh Iraq năm 2003, C-130 Hercules đã được sử dụng bởi Australia, Anh Quốc và Hoa Kỳ. Sau cuộc tấn công đầu tiên, các bên sử dụng C-130 thuộc một phần của Lực lượng đa quốc gia tại Iraq dùng những chiếc C-130 hỗ trợ cho các lực lượng tại Iraq.

Một chiếc C-130T nổi bật là Fat Albert, chiếc máy bay hỗ trợ cho đội bay biểu diễn Blue Angels của Hải quân Mỹ. Dù Fat Albert hỗ trợ cho một phi đội của hải quân, nó vẫn thuộc quyền điều hành của Thủy quân lục chiến và phi đội của nó chỉ toàn người của Thủy quân lục chiến. Tại một số triển lãm hàng không có sự tham gia của đội, Fat Albert thực hiện các chuyến bay biểu diễn và thỉnh thoảng cả khả năng cất cánh hỗ trợ phản lực (JATO) của mình.

Thiệt hại trong hoạt động

C-130 nói chung là loại máy bay có độ tin cậy cao. Không quân Hoàng gia ghi nhận tỷ lệ tai nạn khoảng một chiếc trên 250.000 giờ bay trong bốn mươi năm qua, khiến nó trở thành một trong những loại máy bay an toàn nhất từng hoạt động (cùng với Vickers VC10 và Lockheed Tristar là hai loại chưa từng gặp tai nạn nào). Hôm 20/5/2009 xảy ra vụ tai nạn kinh hoàng đối với máy bay vận tải Hercules C130 tại Madiun, phía Đông Java, Indonesia đã làm 101 người thiệt mạng.[12] Tuy nhiên, hơn 15% số máy bay chế tạo đã mất, bao gồm 55 chiếc C-130, 4 chiếc KC-130 và 6 chiếc AC-130 của Không lực Hoa Kỳ và Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ khi hoạt động chiến đấu tại Việt Nam. Ngoài ra, 32 chiếc C-130 mà Mỹ viện trợ cho Không quân VNCH cũng bị phá hủy hoặc bị thu giữ. Tổng cộng Mỹ bị mất 97 chiếc thuộc mọi phiên bản ở Việt Nam.