Trong quá trình sử dụng từ năm 1983 tới nay, Mỹ đã liên tục nâng cấp Tomahawk để tăng khả năng chiến đấu của tên lửa.

Từ Block III (năm 1993) đã cải tiến, trang bị thêm GPS để giảm thời gian cần thiết cho lập kế hoạch nhiệm vụ từ 80 giờ xuống còn một giờ.[8], động cơ Turbin khí của Block III cũng được cải tiến để tiêu thụ ít nhiên liệu hơn trong khi lực đẩy tăng hơn 20% [8] Đến bản nâng cấp Block IV TLAM-E mới nhất thì Tomahawk có thể được định tuyến lại trong chuyến bay tới các mục tiêu được lên kế hoạch trước hoặc mới xuất hiện chứ không còn phải bay theo lộ trình định sẵn.[8] Tên lửa Block IV có khả năng bay lượn linh hoạt trên một khu vực mục tiêu với camera quan sát để cung cấp thông tin chiến trường cho các sĩ quan chỉ huy.[9] Cảm biến quang điện của Tomahawk Block IV cho phép nó cung cấp thông tin đánh giá thiệt hại theo thời gian thực từ các cuộc tấn công trước đó. Block IV là biến thể Tomahawk duy nhất vẫn được sản xuất và các tên lửa Tomahawk còn lại của các biến thể trước sẽ dần được nâng cấp lên Block IV[8]

Block IV là biến thể Tomahawk duy nhất vẫn được sản xuất và các tên lửa Tomahawk còn lại của các biến thể trước sẽ dần được nâng cấp lên Block IV[8] Mỗi tên lửa Tomahawk có thể cải tiến lại bằng cách thay đổi đầu đạn, cách này không quá đắt đỏ và mất nhiều thời gian như mua mới tên lửa.[10] Năm 2015, trong chương trình "All Up Round" (nâng cấp đầu đạn của các tên lửa cũ nhằm tiết kiệm chi phí mua tên lửa mới[11], hãng Raytheone đã ký hợp đồng nâng cấp 114 tên lửa Tomahawk Block IV cho Hải quân Hoa Kỳ với giá 122.443.911 USD, trung bình 1,07 triệu USD/tên lửa[12]. Sang năm 2016, Lầu Năm Góc có kế hoạch nâng cấp 4.000 tên lửa Tomahawk lên tiêu chuẩn Block IV với chi phí 2 tỷ USD trong 5 năm[13]

Theo thông báo của Bộ Quốc phòng Mỹ, năm 2016 họ đã mua mới 149 quả Tomahawk Block IV với chi phí 297,8 triệu USD, giá trung bình là 2 triệu USD/quả.[14]