Ares V (CaLV) stanowił w zamierzeniach większą i o wiele potężniejszą wersję rakiety, zdolną do wynoszenia na orbitę ciężkich ładunków. Projekt rakiet Ares opierał się w pewnym stopniu na konstrukcji promów kosmicznych, dlatego też określono je jako pojazdy wywodzące się z wahadłowców. W gruncie rzeczy były one jednak w równym stopniu „spokrewnione” z Saturnami V z programu Apollo. Wykorzystanie już sprawdzonych rozwiązań zmniejszało koszty projektów, a także ryzyko dla załóg.

Ares IV Projekt rakiety znany jest tylko z nieoficjalnych informacji. NASA nigdy nie wydała żadnego oficjalnego oświadczenia dotyczącego prac nad trzecią rakietą nośną. Ares IV miał składać się z pierwszego stopnia rakiety Ares V i górnego stopnia rakiety Ares I. Ares IV miał zastąpić rakiety Ares V w misjach księżycowych. W misjach takich mogłyby brać dwie rakiety Ares IV – jedna przeznaczona do transportu LSAM, druga do transportu statku Orion na orbitę okołoksiężycową. Celem projektu miało być wyeliminowanie potencjalnego niebezpieczeństwa, jakie wiązało z faktem, że paliwo w EDS rakiety Ares V musiało być utrzymywane w bardzo niskiej temperaturze. Mogło to spowodować poważne problemy w przypadku misji księżycowej, w której nastąpiłoby poważne opóźnienie startu rakiety Ares I.