I slutet av 1990-talet ville Boeing göra ett plan som kallades Sonic Cruiser och som skulle flyga mycket snabbt. Enligt Boeing förbrukar 787 20 procent mindre bränsle än det likadana 767-flygplanet. Men efter attackerna den 11 september 2001 steg bränslepriserna, så flygbolagen ville ha effektivare plan i stället för snabbare. Boeing ställde in Sonic Cruiser och ersatte det i januari 2003 med "7E7", som då var kodnamnet för 787:an. I juli 2003 beslutade Boeing att kalla det nya planet för "Dreamliner".
Den 26 april 2004 blev det japanska flygbolaget All Nippon Airways den första kunden för 7E7, och de förväntade sig att få planet levererat 2008. År 2005 bytte det namn till 787.
787 har utformats för att vara mycket effektivare. Detta gjordes genom att använda kompositmaterial för att bygga större delen av planet i stället för aluminium, vilket gjorde planet lättare. Det använde också två nya motortyper, General Electric GEnx och Rolls-Royce Trent 1000. Enligt Boeing gjorde detta 787 20 % effektivare än 767.
I december 2006 meddelade Boeing att 787:an var tyngre än vad de hade förväntat sig, så planet försenades. Boeing hade också försökt förkorta tillverkningstiden genom att be underleverantörer att montera delar av planet. Dessa reservdelstillverkare var dock inte vana vid det extra arbetet, vilket försenade 787:an ytterligare.
Boeing började testa 787:an på marken. De hittade fler problem och planet försenades ytterligare. Slutligen, den 15 december 2009, gjorde 787:an sin första flygning. Boeing började testa planet i luften. Det uppstod fler problem, som ett fel på en av Rolls-Royce Trent 1000-motorerna och en brand under flygning, vilket försenade planet ännu mer. Vissa flygbolag ville ha ersättning för alla förseningar. I juli 2011 levererade Boeing slutligen sin första 787 till ANA.