Результатом поэтапной модернизации мотоцикла стала новая модель К-750 1958 года, оригинальная киевская разработка, не являвшаяся копией мотоциклов «Урал», полученных путем отдельной модернизации М-72, осуществленной в Ирбите. В результате в стране получилось два независимых производителя тяжелых мотоциклов одного класса. Чтобы снизить конкуренцию, плановые органы старались распределять и продавать киевские мотоциклы в европейской части страны, а ирбитские - за Уралом.

Двигатель К-750 оснастили новыми головками цилиндров: изменилась форма ребер и выросла степень сжатия. Иной стала передняя крышка двигателя с сапуном. На поршне появилось по два маслосъемных кольца, для лучшего охлаждения на масляном картере сделаны ребра. Подвеска заднего колеса стала маятниковой пружинной с телескопическими гидравлическими амортизаторами, которые отсутствовали на М-72 и его модификациях. Наконец, К-750 отличался от предшественника новой коляской с пружинной (не торсионной) подвеской колеса и гидравлическим амортизатором.

Мотоциклы К-750 применялись в Почетном Кортеже с 1962 по 1973 г.