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  1990年代後期,波音767的銷售量正逐步被空中客車的A330系列所蠶食,波音遂研發其取代產品。隨著747-400的影響力開始減少,於是便出現了兩個計劃,分別為音速巡航機及747X。音速巡航機主要為增加至接近音速的飛行速度(約0.98馬赫),耗油量則與現有的767及A330-200相近;747X則把現有的747-400機身加長,以及使用複合材料製成的超臨界機翼,與空中客車A380競爭。航空市場普遍並不熱衷於747X,但對音速巡航機的期望則高得多。美國有不少大規模的航空公司對此概念均表示樂觀,認為把航程時間縮短可獲不少乘客的好評。  九一一襲擊事件後,全球航空市場均受創,而美國的公司更是首當其衝。它們曾經大力支援研發該款音速客機的,對於突如其來的資金流失來個措手不及。在油價上升的情況下,它們認為效益比速度更重要,波音公司遂提供機身構架使用的選擇給客戶。由於所需成本過高,其需求也大大泡湯,因此波音另提供其他計劃給客戶,原有的747X計劃被取消。  音速巡航機被一新計劃取代,稱為7E7,當中的E字初期外界猜測有不少解法,例如「Efficiency」(有效率)及「Environmental Friendly」(環保)等。後來,波音宣佈「E」只是英文的8(eight)字。自從波音發展出第一架噴射客機以來,波音所有客機都是以7x7來命名,從707、717、727,順序至現時的777。而所有波音仍處於研製階段的客機,都會暫時以英文字母命名;當客機方案正式啟動後,公司便會以正式的數字編號取代,除了現時的787外,波音757最初是被稱為7N7、767是7X7、777是767-X。  787使用了音速巡航機所提出的技術以及慣用的機體設計,波音聲稱787最多可比同類產品節省近20%的燃料,主要來自效能更高的發動機(佔總體燃料節省的1/3)、增加使用較輕的複合材料(也佔總體燃料節省的1/3)以減低機身的重量、以及使用了不少新科技(亦佔總體燃料節省的1/3),例如使用了乙太網路作機內的訊號傳輸,制動系統使用電動控制取代液壓控制,而機艙空呼叫空氣,就從以前發動機取用壓縮空氣,改用電動壓縮機。簡言之,787的新系統,大體上朝向「電氣化」的方向發展。  787與「音速巡航機」使用的科技,將會被用於波音整個飛機系列的替代計劃,稱為「黃石計劃」,而787本身,其「黃石計劃」代號為Y2。  2004年4月6日,波音宣佈787客機使用的引擎有兩個選擇,分別為通用電氣的GEnx及勞斯萊斯的特倫特1000引擎,這使普惠引擎公司無法推出自家的787用引擎。波音一向僅提供技術成熟的引擎型號予客戶,而普惠公司的引擎的風險較高,尤其近期連續出現的故障問題(其中包括普惠近年在區間客機引擎市場的挫敗,與及在空中客車A320提供PW6000引擎失敗和同時期大量JT9D、JT8D和PW4000的品質問題),這也是波音對該公司引擎卻步的原因。  不同廠商的787引擎均有著相同的標準介面,航空公司可把飛機的引擎互換,而不會有相容問題;這在商用航空業界歷史上實屬首次。而787飛機引擎的市場預計在未來25年間可達400億美元。  2003年7月經過50萬人的投票,結果將使用「Dreamliner」(夢幻客機)來稱呼7E7(即現在的787)。 每當有一款新型號的客機推出,其廠商所聲稱的產品特色均會受到競爭對手作出質疑的提問,例如波音對A380珍寶客機的懷疑,以及空中客車模仿「音速巡航機」,787也不例外。空中客車的John Leahy對波音787的特點作出種種駁斥,例如認為大量使用複合材料是「荒謬」的,而波音則迴應這種技術已在軍用飛機上證明是可行的。隨著A380將投入營運,空中客車並未減少對波音的威脅。而空中客車也將推出輕量版本的A330向波音的787作出迎擊,該型號被命名為A350(舊版),將使用787的新一代發動機,但並不像787般廣泛使用複合材料,取而代之使用了鋁—鋰合金作機身。至2005年10月13日,空中客車已經從十餘間公司收到143架A350的訂單,但是由於A350的設計出現大幅改變(包含機身加寬及提升複合材料的使用,並命名為A350XWB),預計2013年才能投入服務,比787晚。相比之下,787已經有670架以上的確實訂單。  面對A350的挑戰,以及滿足英國航空及阿聯酋航空的要求,並從其取得訂單,波音宣佈研發787-10型號。該型號是787-9的加長版本,載客量可達290至310人。  2007年5月下旬,首架787開始總裝。同年7月8日,首架787下線。波音選在7月8日向外界展示787客機,是因為2007年7月8日的美式寫法是「07/08/07」,剛好拼成「787」。  原訂於2007年秋季開始試飛的787客機,延期到2007年11或12月中旬,導致了原訂2008年5月要交給第一批客戶全日空將延後6個月,延到2008年12月才能營運,將錯過因應2008年北京奧運的龐大運輸量,原訂2008年交付的30到35架787延到2009年交機。

  波音使用兩款新的發動機來提供787的動力,分別為通用電氣的GEnx及勞斯萊斯的特倫特1000引擎,波音宣稱這款新發動機將可比波音767增加20%的油耗效率,其中增加40%發動機的效率、增加空氣動力的改進效果、增加輕量之複合材料與更先進的系統。787已於2014年5月取得330分鐘之雙發延程飛行(ETOPS)。  787也是首次採用全球多國之專業廠商共同分攤風險的方式製造787,包含了日本、韓國、歐洲等國家,完成各零件的製造後,再透過由747-400改裝而成的波音747-400 LCF將零件送至西雅圖的最終組裝廠完成飛機的組裝,並進行後續之測試、交付。

  2009年12月15日,當地時間早上10時27分(格林威治時間18時27分),首架787(註冊編號:N787BA)從位於美國西部華盛頓州(Washington)製造廠附近的潘恩機場(Paine Field)起飛,並於下午1時35分(格林威治時間21時35分)降落。歷時3小時的飛行測試。原本預計測試4個小時,因為天候狀況不佳而提前結束。波音預計花費9個月完成所有測試。 測試專案總共使用六架飛機,編號由ZA001至ZA006,其中四架裝載勞斯萊斯瑞達1000發動機,另兩架裝載通用電氣GEnx發動機。第二架(ZA002)測試機(使用全日空塗裝)於2009年12月22日加入測試行列,第三架測試機(ZA004)及第四架測試機(ZA003)分別於2010年2月24日及3月14日首飛。2010年3月24日完成顫振及地面測試,開始進行飛機之極限測試。2010年3月28日完成機翼極限載重測試,該測試需載入150%設計載重並維持3秒鐘,機翼在測試時由測試儀器將機翼末端由水平狀態往上方翹曲將近。

  歷經近三年的延遲,第一架波音787(787-8)於2011年華盛頓州當地時間9月26日交付給全日空開始商業飛行。

  波音787夢幻客機是航空史上首架長程中型客機,打破以往長程客機必為大型客機的定律。波音787系列飛機共推出3種超高效機型,能使乘客享受到更加精彩的飛行體驗,最初為787-3(已取消)、787-8、787-9等三型,波音日前也在巴黎航展上正式宣佈開發更大型的787-10。

  787-3原本設計是給高密度之短程航線使用,在兩級客艙下可乘載290名旅客,滿載時續航距離為2,500至3,050海里(4,650至5,650公里)。使用787-8相同之機身,但是改用了傳統的翼尖小翼,使得翼展縮小大約7.6米,讓787-3更能夠符合國內線的登機門,尤其是日本的機場。此型號之最大起飛重量減至165,000kg。  2010年12月,波音正式取消787-3的生產計劃。

  787家族之基本型號,三級客艙下有242座位,長57米、翼展60米,續航距離為7,650至8,200海里(14,200至15,200公里)。同時,也是波音第三種廣體客機翼展寬度比機身長度還長之型號(747SP與777-200LR)。已於2011年10月投入服務,啟動客戶為全日空。目標是擴大到新的不中停航線,但不足以使用大飛機營運之市場。787-8之ICAO機型代號為B788。 2015年,波音將首架波音787-8原型機(N787BA,ZA001)捐贈給日本名古屋,在中部國際機場靜態展覽。目標將取代767-200ER與767-300ER,並與空中客車A330-200和空中客車A350–800競爭。

  787-9是基本型號之加長版,機身長度63米,於三級客艙下可容納280名旅客,滿載時之續航距離為8,000至8,500海里(14,800至15,750公里)。此型號與787-8有幾處不同處,如:機身長度、更大的油箱(原先與787-8一樣)與更高的最大起飛重量,但跟787-8一樣的翼展。787-9之ICAO機型代號為B789。同時起落架控制方式亦有改良,加入Early Doors Operation(EDO)技術,即是於起飛後機輪離地1至2秒後,主起落架艙門會預先自動開啟,從而減少收機輪所需的時間,如果在主起落架艙門開啟超過半分鐘沒有收起機輪的操作,艙門會自動關閉。787-10有同樣的設計。  最初計劃於2011年投入服務,但2011年10月時計劃自2014年開始交付給客戶。波音用來目標取代767-400ER,並與空中客車A330-300競爭。如同787-8一樣,787-9也可開航新的不中停航線。2010年7月,飛機之配置定案。  787-9的原型機於2013年9月17日首飛,2014年6月16日取得美國聯邦航空總署(FAA)與歐洲航空安全域性(EASA)之認證,啟動客戶紐西蘭航空於2014年7月8日接收第一架787。雖然紐西蘭航空是最先接收787-9的航空公司,但最先開始787-9的商業執行的是全日空,於2014年8月7日開始國內線(東京─福岡)服務,而紐西蘭航空則於2014年8月9日開始奧克蘭至悉尼之商業執行。目前最長之787不中停商業執行航線為聯合航空之洛杉磯至新加坡。

  787-10為68.3米長之機身,滿載航程可達7000海里(12,964公里),為787家族中最大的型號。787-10相較於787-9於機翼前增加10英尺(3.05米)、機翼後方增加8英尺(2.44米),目標與787-9有90%以上的共通性。航程可涵蓋90%之廣體客機航線,如美國西岸至歐洲或跨太平洋航線,在三級客艙下可乘載330名乘客。目標是取代777-200、空中客車A330與空中客車A340,並與空中客車A350-900競爭。新加坡航空為其啟用客戶。787-10之ICAO機型代號為B78X。  波音於2015年12月2日完成細部設計,2016年3月開始主要零件的組裝,並於同年11月30日送到南卡羅來納州北查爾斯頓,也是787-10唯一的最終組裝廠(因787-10的零件較大,無法運至西雅圖的工廠,同時也是波音首次有非於西雅圖生產的型號)。首架787-10已於2017年2月17日下線並於2017年3月31日首飛。2018年3月已交付給新加坡航空。新加坡航空將其787-10的首航"新加坡-大阪"的航線。參照這裡為新加坡航空787-10的艙位安排。 <br>新加坡航空及其子公司 — 酷航是第一家營運所有787機型的母子航空公司(酷航 - 788,789),(新航 - 78X)。 聯合航空則是第一家營運所有787機型的航空公司。

  為了達到787的效能目標,波音在飛機各部分採用了不同程度的先進設計,以符合目前全球對環保的要求。

  目前對於787氣動力設計有關的資料非常少,僅知787的機翼設計在737NG (Next Generation)/777的超臨界機翼設計基礎上啟用全新的U型機翼。除機翼採用U型超臨界機翼之外,其餘增加氣動力的設計還有流線機鼻與鯊魚鰭式翼尖小翼與尾翼,估計這些設計約可增加5%的氣動力效率。

  波音787使用了音速巡航機所提出的技術以及慣用的機體設計。其中受矚目的為波音787主體結構的大部分(包含機身和機翼)將採用複合材料設計,而不是現在常用的鋁合金,此外還使用鈦合金,其中複合材料所佔質量比例提高至50%,而飛機的形狀設計也因此而變得更動感。複合材料不像鋁合金那樣容易發生疲勞和腐蝕現象,密度也比鋁合金小,具有高比強度和易於設計的優點,因此波音787的維修費用會較同級機型更低,而最大速度更大,更節省燃油,更環保。

  787發展之初,為了要選用複合材料還是鋁料做過多次的比較。鋁的優點是其施工容易且技術成熟,價錢方面也能夠降低成本,但近年來複合材料的發展,對於複合材料的特性已經完全能掌控,質輕強度夠是復材的優點,且複合材料能夠埋入光纖管來監控飛機的狀況,對於後期的維護成本跟安全上都能達到最新的飛機需求,就是至少能夠效能提升20%以上。因此波音最後決定大量使用複合材料來當做787的主要機身、結構,且複合材料應用在發動機壓縮器葉片跟主葉片的技術已經純熟,也將複合材料大量應用在發動機的葉片、發動機罩等部分。波音787複合材料的用量達到了50%,效能得到較大提高。不過,複合材料雖然壽命較長,但是強度卻會逐年小幅下降,而且碰撞時無法輕易修復,可能使高齡飛行器容易因操作不當,維修費昂貴導致提早退役的情況。  787為了能夠跟市場競爭,並吸引航空公司的買氣,因此在概念設計時就已經定義出飛機的效能要超越舊型至少20%以上,且重點在維修成本的降低跟維修的方便性與產品的可靠度,以下是波音在簡報上所提的效能需求:  由上面的需求可以知道為什麼787要用複合材料來當做飛機的主要材料,因為只有複合材料才能符合新的效能需求:

  波音787除具有特殊機鼻設計、新翼端概念與雕塑垂尾結構等外型設計外,並提供兩種發動機架構作為選擇,分別為通用的GEnx及勞斯萊斯的特倫特1000發動機,不同廠商的787發動機均有著相同的標準介面,因此航空公司可把飛機的發動機互換,不存在不相容的問題。

  

  機艙內以發光二極體提供照明,取代傳統使用的熒光燈。飛機入口配以新穎的照明燈光,營造出頭頂即是天空的感覺,天空特色的艙頂一直貫穿整個客艙,而客艙設計則沿襲自波音777系列的「波音概念客艙」設計。機組還可以在飛行中控制天空特色艙頂的亮度和顏色。需要時,乘務員可以為乘客提供白天的感覺,而當乘客需要休息時,艙頂則可模擬美麗的夜色。  機艙以「波音概念客艙」設計、動態照明以及飛行中可以由乘客調整透明度的電子遮光簾為特色,並利用可以變幻色彩及明亮度的LED陣列營造出模擬「天空」的天花板效果。

  787的舷窗比目前民用飛機(A330)中的大一倍,窗的位置亦更高,所以無論坐在飛機的什麼位置,乘客都能看到地平線。機身舷窗有別於過往使用隔板,而改用電致變色的原理調整明暗,減少窗外射入的眩光及維持透明。然而此設計亦招致大量批評,被指為“純粹方便乘務的設計”。舷窗即使最暗也依舊無法與傳統遮光板媲美,日間飛行光線仍可以透過窗戶,影響乘客睡眠。在部分航空論壇亦有抱怨稱“藍色舷窗就是個特大號濾鏡,根本沒法好好拍照,剝奪了乘機最後一點樂趣”。

  頂部行李艙是目前業內最大的,每個乘客都可將任一尺寸的拉桿式箱包置於艙內,而寬敞的洗手間大得足以容納一個標準尺寸的輪椅。  波音787的空間設計概念提供顧客良好的機艙航行環境和舒適性,其加大空間讓乘客有更寬廣的活動空間,特殊燈光設計與發光二極體使用讓人有種新奇的感覺。

  

  2013年1月7日,日本航空8號班機的787客機,在完成東京-波士頓共12小時左右的飛行後,該機在波士頓洛根機場停放時,電子艙的電池發生起火爆炸。  隔日,從波士頓飛往東京成田的日本航空7號班機,同為787客機在滑行時左側引擎發生漏油事件,機上200人緊急疏散。在同一日,聯合航空的一架787客機在進行檢查時,該公司維修人員發現配線錯誤的情形。  在接連10日內,日本航空以及全日空兩家日籍航空公司旗下的787客機接連發生諸多故障,全日空在該月16號緊急停飛旗下共計17架的787客機,全日空因此事件造成約14億日圓的損失。  美國聯邦航空總署(FAA)則釋出命令讓所有登記於美國的787客機強制停飛,並要求波音公司徹查787客機的安全性,日本政府也設立小組對一連串事故進行調查。這是美國聯邦航空總署在1979年美國航空DC-10客機墜機事故後,首度頒佈停飛指令。歐洲航空安全域性(EASA)也立刻釋出停飛相關命令,印度民航局亦要求印度航空停飛該機,接著全球各地陸續停飛787客機。 2013年1月19號,波音公司在事故後發表將暫停交付787客機,直到問題解決為止,但仍會持續生產。在調查後,各項證據直指787客機所使用的鋰電池系統為首要原因,波音公司對此問題進行一連串的改良、測試後,2013年4月26日,美國聯邦航空總署正式解除787客機的停飛命令。  但在復飛後,787客機的系統仍存有問題,後續造成多起故障、起火事故,讓多間航空公司都蒙受鉅額損失,波音公司至今仍無法確認導致這些問題的根本原因。 波音公司的主要對手,歐盟飛機製造商空中客車高層,銷售總監約翰·萊希在交付第1000架A330客機的慶祝儀式上首度針對787客機造成波音公司的困境發表評論:「這款飛機(787客機)很顯然地並不可靠,也不具備成熟的系統。」他說:「他們(波音公司)推出的是一個不成熟的構造。雖然它最終會完善,但將會付出龐大的時間與資金,還會造成大量的航班被迫取消。也許要重新設計飛機上許多系統。」

  資料來源:787-8 fact sheet, 787-9 fact sheet,787-10 fact sheet,波音787機場規劃報告
,是波音公司最新型號的廣體中型客機,由波音民用飛機集團負責開發,於2011年投入服務。787在典型3級艙等配置下可載242至395人。燃料消耗方面,787比起767更省油,效益高出許多。此外在用料方面,787是首款主要使用複合材料製造的主流客機。也是波音公司第二款使用線傳飛控之飛機,使機師可輕易地從777轉訓至787。