シングルカム(SOHC)だったCB750シリーズに、DOHC(ツインカム)16バルブを採用した新型エンジンを搭載して登場したのが、1978年デビューのCB750Kだった。耐久レーサーのRCB用997ccユニットをベースに開発されたものだった。排気量は748ccとなり、空冷4気筒なのは同じながら、前述どおりDOHCヘッド、気筒あたりのバルブも4本となった。この新型エンジンは、1979年に登場するCB750Fにも搭載されていった。1980年のマイナーチェンジでは、フロントブレーキがダブルディスク式となった。