Schon 1950 wurde General Motors von Convair beauftragt eine CV-240 mit Turboprop Triebwerken des Typs Allison 501 umzurüsten und entsprechende Testflüge durchzuführen. Anschließend verwarf man aber die Umrüstungspläne.
Erst 1955 wagte man erneut den Versuch und gewann hierfür die britische Firma Napier, welche eine CV-340 mit Napier Eland Turboprop Motoren ausstattete und am 9.2.1955 durch den Erstflug führte.
Durch die ständigen Verbesserungen an den Motoren konnte Napier einige CV-440 mit diesen ausstatten. Die so umgerüsteten Maschinen erhielten die Bezeichnung CV-540 "Cosmopolitan". Eine von ihnen flog für drei Monaten im Test bei Allegheny.
Nach erfolgreichem Abschluss wurden die Firmen Allison und Napier mit der weiteren Produktion der Triebwerke betraut und der Umbau der Maschinen erfolgte durch die Firma PacAero.
Die Entwicklung zur Musterreihe CV-580 erfolgte an den Maschinen CV-340 und CV-440.
Sie modifizierte die Flugzeuge durch den Einbau neuer Allison Turbopropmotore, der Vergrößerung der Leitwerksspannweite, der Vergrößerung der Flossen- und Seitenleitwerkshöhe, sowie die Erhöhung der Tankvolumen auf 11000 Liter.
Frontier Airlines setzte die erste CV-580 ab Juni 1964 ein.
1965 kam ein weiterer Triebwerkshersteller ins Spiel. Es war Rolls Royce mit ihren Dart Turboproptriebwerken.
Am 20.5.1965 erfolgte der Erstflug einer CV-600 mit diesen Aggregaten. Die Grundlage bildeten die CV-240, wo der Umbau recht beträchtlich gewesen war, da strukturelle Verstärkungen der Zelle, sowie die Versetzung der Triebwerksgondeln einen erheblichen Aufwand darstellten.
Die Weiterentwicklung der CV-340 und CV-440 war einfacher, da hier nur einige Änderungen im Bereich des Brandschotts zu bewerkstelligen waren. Der Prototyp, der nun als CV-640 bezeichneten Maschine fand am 20.8.1965 statt.
Natürlich erhielten beiden Versionen, genauso wie die CV-580 ein auf 11150 Liter erhöhtes Tankvolumen. Zum Vergleich, die Ausgangsmaschinen hatten ein Volumen von 7570 Liter.
Die erste CV-600 ging an Central Airlines und die erste CV-640 an Hawaiian Airlines.
Insgesamt entstanden nur 38 CV-600 und 27 CV-640, wo viele von ihnen im Nachhinein noch als Frachter umgerüstet wurden und bei entsprechenden Airlines im Dienst standen.