La sfârșitul anilor 1990, Boeing a vrut să facă un avion numit Sonic Cruiser, care să meargă foarte repede. Potrivit Boeing, 787 consumă cu 20% mai puțin combustibil decât 767, de dimensiuni similare. Dar după atacurile din 11 septembrie 2001, prețul combustibilului a crescut, așa că liniile aeriene au dorit avioane mai eficiente decât mai rapide. Boeing a anulat Sonic Cruiser și l-a înlocuit în ianuarie 2003 cu "7E7", care era numele de cod pentru 787 la acea vreme. În iulie 2003, Boeing a decis să numească noul avion "Dreamliner".
La 26 aprilie 2004, compania aeriană japoneză All Nippon Airways a devenit clientul de lansare a modelului 7E7 și se aștepta ca avionul să fie livrat în 2008. În 2005, acesta a fost redenumit 787.
787 a fost proiectat pentru a fi mult mai eficient. Acest lucru a fost realizat prin utilizarea de materiale compozite pentru a construi cea mai mare parte a avionului în loc de aluminiu, ceea ce a făcut ca avionul să fie mai ușor. De asemenea, a folosit două noi tipuri de motoare, General Electric GEnx și Rolls-Royce Trent 1000. Potrivit Boeing, astfel, 787 a devenit cu 20% mai eficient decât 767.
În decembrie 2006, Boeing a declarat că 787 era mai greu decât se aștepta, astfel că avionul a fost amânat. De asemenea, Boeing a încercat să scurteze timpul de realizare a avionului, cerând furnizorilor de piese să asambleze părți ale avionului. Acești producători de piese nu erau însă obișnuiți cu munca suplimentară, iar acest lucru a întârziat și mai mult 787.
Boeing a început să testeze modelul 787 la sol. Au găsit mai multe probleme, iar avionul a fost amânat și mai mult. În cele din urmă, la 15 decembrie 2009, 787 a efectuat primul zbor. Boeing a început să testeze avionul în aer. Au existat mai multe probleme, cum ar fi defectarea unuia dintre motoarele Rolls-Royce Trent 1000 și un incendiu în zbor, ceea ce a întârziat și mai mult avionul. Unele companii aeriene au vrut să fie despăgubite pentru toate întârzierile. În cele din urmă, în iulie 2011, Boeing a livrat primul său 787 către ANA.