À la fin des années 1990, Boeing voulait construire un avion appelé Sonic Cruiser, qui irait très vite. Selon Boeing, le 787 consomme 20 % de carburant en moins que le 767, de taille similaire. Mais après les attentats du 11 septembre 2001, le prix du carburant a augmenté, de sorte que les compagnies aériennes voulaient des avions plus efficaces plutôt que plus rapides. Boeing a donc annulé le Sonic Cruiser et l'a remplacé en janvier 2003 par le "7E7", qui était le nom de code du 787 à l'époque. En juillet 2003, Boeing a décidé d'appeler le nouvel avion le "Dreamliner".
Le 26 avril 2004, la compagnie aérienne japonaise All Nippon Airways est devenue le client de lancement du 7E7, et la livraison de l'avion devrait avoir lieu en 2008. En 2005, l'avion a été rebaptisé 787.
Le 787 a été conçu pour être beaucoup plus efficace. Pour ce faire, il a utilisé du composite pour construire la plus grande partie de l'avion au lieu de l'aluminium, ce qui a permis d'alléger l'avion. Il a également utilisé deux nouveaux types de moteurs, le General Electric GEnx et le Rolls-Royce Trent 1000. Selon Boeing, cela a permis au 787 d'être 20% plus efficace que le 767.
En décembre 2006, Boeing a déclaré que le 787 était plus lourd que prévu, et l'avion a donc été retardé. De plus, Boeing avait essayé de raccourcir le temps de fabrication de l'avion en demandant aux fournisseurs de pièces d'assembler des parties de l'avion. Mais ces fournisseurs n'étaient pas habitués à ce travail supplémentaire, ce qui a retardé encore plus le 787.
Boeing a commencé à tester le 787 au sol. Ils ont trouvé d'autres problèmes et l'avion a été encore plus retardé. Finalement, le 15 décembre 2009, le 787 a effectué son premier vol. Boeing a commencé à tester l'avion en vol. Il y a eu d'autres problèmes, comme une panne d'un des moteurs Rolls-Royce Trent 1000, et un incendie en vol, qui a retardé encore plus l'avion. Certaines compagnies aériennes voulaient être remboursées pour tous ces retards. Finalement, en juillet 2011, Boeing a livré son premier 787 à l'ANA.