Ανάμεσα στα πολύ επιτυχημένα σχέδια που παρουσίασε κατά την διάρκεια του πολέμου συγκαταλέγονται τα στρατηγικά βομβαρδιστικά B-17 Flying Fortress και B-29 Superfortress, που συνέβαλαν καθοριστικά στην πολεμική προσπάθεια των ΗΠΑ. Μετά τον πόλεμο παρουσιάστηκαν τα αεριωθούμενα βομβαρδιστικά B-47 Stratojet και B-52 Stratofortress.

Το τελευταίο παραμένει πάνω από 50 χρόνια σε υπηρεσία και αποτελεί μέχρι σήμερα κύριο αεροσκάφος των στρατηγικών δυνάμεων των ΗΠΑ. Σε αντίθεση με την επιτυχημένη πορεία στον στρατιωτικό τομέα, στην πολιτική αεροπορία η εταιρεία υστερούσε σε σχέση με τους άλλους κύριους ανταγωνιστές, όπως την Douglas που κατασκεύαζε μεταξύ άλλων τα περίφημα Douglas DC-3 Dakota και Douglas DC-4. Τα μόνα επιτυχημένα επιβατηγά Boeing μέχρι τότε ήταν τα Boeing 314 Clipper και Boeing 307 Stratoliner.

Στα 1949-1950 ξεκίνησαν οι μελέτες για την δημιουργία ενός νέου μεταφορικού αεριωθούμενου αεροσκάφους, με το σχέδιο να στοχεύει τόσο σε στρατιωτικούς όσο και σε πολιτικούς χρήστες. Την περίοδο εκείνη ο εναέριος εφοδιασμός πολεμικών αεροσκαφών καθιερώνονταν, με την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ (USAF) να εντάσσει σε υπηρεσία μεγάλο αριθμό ελικοφόρων ιπτάμενων τάνκερ Boeing KC-97 Stratotanker.

Με την εμφάνιση των ταχύτερων αεριωθούμενων αεροσκαφών, απαιτούνταν η δημιουργία ενός νέου ιπτάμενου τάνκερ το οποίο θα να τα υποστηρίξει. Εκεί θα μπορούσε να κερδίσει το νέο σχέδιο της Boeing παραγγελίες.

Μελετήθηκαν διάφορες προτάσεις για την δημιουργία του νέου μεταφορικού/τάνκερ, κάποιες εκ των οποίων βασίζονταν στα B-47 και C-97, πριν τελικά καταλήξουν στο 367–80, που εσωτερικά καλούνταν Dash 80. Χρειάστηκαν μόλις δύο χρόνια από τον αρχικό σχεδιασμό το 1952 μέχρι την παρθενική πτήση του στις 15 Ιουλίου 1954. Το αεροσκάφος προωθούνταν από τον turbojet Pratt & Whitney JT3C, που ήταν εκδοχή του J57 για πολιτική χρήση.

Τον J57 χρησιμοποιούσαν πολλά πολεμικά αεροσκάφη της εποχής, όπως το μαχητικό North American F-100 Super Sabre και το B-52. Το 367–80 ήταν το πρωτότυπο για την πολιτική και την στρατιωτική έκδοση. Η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ ήταν ο πρώτος πελάτης, παραγγέλλοντας 29 μονάδες του ιπτάμενου τάνκερ, το οποίο ονομάστηκε Boeing KC-135 Stratotanker. Η ανάγκη για μεγαλύτερη μεταφορική ικανότητα καθώς και ο υψηλός ανταγωνισμός οδήγησαν στην απόφαση να αυξηθεί το πλάτος της ατράκτου σε σχέση με το Dash 80.