Do 2025 roku Airbus planuje zastąpić dotychczasowe egzemplarze ulepszoną wersją oznaczoną jako Beluga XL. Nowa maszyna powstała na bazie samolotu Airbus A330neo. Samolot napędzany jest dwoma silnikami Rolls-Royce Trent 700. Powiększona ładownia pomieści np. dwa skrzydła samolotu A350. Planowane jest wybudowanie pięciu egzemplarzy nowej wersji maszynyRolls-Royce Trent 700 dla nowej Belugi, „Lotnictwo”, nr 10 (2015), s. 10, , której program budowy uruchomiono w listopadzie 2014 roku. Maszyna liczy 63,1 m długości, rozpiętość 60,3 m a średnica zewnętrzna kadłuba 8,8 m. Maksymalna masa startowa wynosi 227 000 kg i z ładunkiem 53 ton jest on w stanie pokonać dystans 4000 kmProjekt Beluga XL zdefiniowany, „Lotnictwo Aviation International”, nr 2 (2015), s. 21, . Oblot gotowego pierwszego egzemplarza (MSN001) planowany jest w 2018 roku a dostawa maszyny do odbiorcy rok późniejBeluga XL Production Start, „Air International”, nr 2 (2016), s. 27, . 4 stycznia 2018 roku w zakładach Airbusa w Tuluzie odbyło się wytoczenie (roll out) z hali montażowej pierwszego egzemplarza wersji XLBeluga XL rolls out, „Air International”, nr 2 (2018), s. 6, Rollout Belugi XL, „Lotnictwo Aviation International”, nr 2 (2018), s. 15, . Zgodnie z przyjętym planem, 19 lipca 2018 roku w powietrze wzbił się po raz pierwszy Beluga XL.