Si tratta di una versione del motore 1D adattata per operare nel vuoto, da utilizzare sul secondo stadio del [[Falcon 9 v1.1]] e del [[Falcon Heavy]].<ref name=awst20110811/>
Alla fine del 2012, Elon Musk ha mostrato un'immagine del Merlin 1D Vacuum in funzione nella piattaforma di prova, commettanocommettando: "Il test del nostro motore più avanzato, il Merlin 1D Vacuum, mentre produce 80 [[Chilogrammo forza|tonnellate di spinta]]".<ref>{{Cita news|lingua=en|autore=|url=https://twitter.com/elonmusk/status/252528724602400768|titolo=Elon Musk on Twitter|pubblicazione=Twitter|data=20 gennaio 2017|accesso=2017-01-20}}</ref> Secondo la [[SpaceX]]<ref name=":8">{{Cita news|lingua=en|cognome=SpaceX|autore=|url=http://www.spacex.com/falcon9|titolo=Falcon 9|pubblicazione=SpaceX|data=2012-11-15|accesso=2017-01-20}}</ref> la spinta di questa versione è pari a 934 kN e l'[[impulso specifico]] è di 348 secondi. Il miglioramento dell'impulso specifico è dovuto al maggior [[rapporto di espansione]] dell'ugello, di 165 a 1, grazie a un'espansione aggiunta ad esso. Il motore può diminuire la propria spinta fino al 39%, ovvero a 360 kN.<ref name=":8" /><ref>{{Cita libro|autore=SpaceX|titolo=Falcon 9 Launch Vehicle Payload User's Guide|url=http://www.spacex.com/sites/spacex/files/falcon_9_users_guide_rev_2.0.pdf|formato=pdf|accesso=20 gennaio 2017|data=21 ottobre 2015|lingua=en|p=11}}</ref>
