Вертолёт получился удачным, его боевая эффективность превосходила Ка-25 в 3-5 раз. Поэтому он стал базовым для разработки ряда модификаций и семейств новых вертолётов.
Самые распространённые вариации это Ка-27ПЛ (противолодочный), Ка-27ПС (поисково-спасательный) и Ка-28 (экспортная версия Ка-27ПЛ). Все эти вариации оснащены системой надувных баллонет, обеспечивающих их плавучесть в случае аварийной посадки на водную поверхность.
Летательный аппарат эксплуатируется в вооруженных силах и по сей день. А в конце 2016 года на вооружение поступила модернизированная версия Ка-27М, которая постепенно заменяет Ка-27ПЛ при плановом ремонте на заводе.