ในช่วงแรกนั้น โบอิง ต้องการจะพัฒนาเครื่องบินุร่นใหม่เพื่อทดแทน 767 ที่มียอดสั่งซื้อชะลอตัวลง เพื่อจะแข่งขันกับเครื่องบินแอร์บัส เอ 330-200 แต่ใช้เชื้อเพลิงในปริมาณที่เท่ากับ 767 และ เอ330 แต่ภายหลังเหตุการณ์วินาศกรรม 11 กันยายน พ.ศ. 2544และวิกฤติราคาน้ำมัน ทำให้ไม่เป็นที่ตอบรับมากนัก โบอิงจึงปรับเปลี่ยนโครงการมาพัฒนาเครื่องบินโดยสารโดยนำเครื่องเทคโนโลยีที่ได้จากการพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงมาใช้แทน และใช้ชื่อว่า 7E7 (มีรหัสระหว่างการพัฒนาว่า Y2 ในโครงการโบอิงเยลโลสโตนโปรเจกต์)

จนในวันที่ 28 มกราคม พ.ศ. 2548 โบอิงได้เปลี่ยนชื่อรุ่นมาเป็น 787 และได้เปิดเผยแบบขั้นสุดท้ายในวันที่ 26 เมษายน ในปีเดียวกัน โดยโบอิงจะผลิตออกมา 3 รุ่น คือ

• 787-8 พิสัยบินระยะไกล (13,620 กิโลเมตร) เพื่อทดแทนรุ่น 757-300, 767-200 และ-300 โดยมีลักษณะของปลายปีกเครื่องบินที่แตกแต่างจากรุ่นอื่น และมีออลนิปปอนแอร์เวย์เป็นสายการบินส่งมอบรายแรก[8] และเจแปนแอร์ไลน์เป็นลูกค้าอีกหนึ่งราย[9]
• 787-9 เป็นรุ่นที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานของ 787 มีพิสัยบินระยะไกล (14,140 กิโลเมตร) เพื่อทดแทนรุ่น โบอิง 767-200ER และ โบอิง 767-300ER และจะเป็นรุ่นแรกของ 787 ที่จะเริ่มให้บริการในปีพ.ศ. 2551
• 787-10 มีพิสัยบินระยะไกล (11,910 กิโลเมตร) เป็นรุ่นที่ขยายลำตัวให้ยาวขึ้นจาก 787-8 เพื่อทดแทนรุ่น โบอิง 767-400ER โดยมีสิงคโปร์ แอร์ไลน์ เป็นสายการบินที่ส่งมอบรายแรก