Ngày 16 tháng 7 năm 2014, khi tham gia Triển lãm hàng không Farnborough, Aero Vodochody đã giới thiệu L-39NG là sản phẩm tiếp theo của dòng máy bay huấn luyện Aero L-39 Albatros nổi tiếng của hãng.[2][3] Đến tháng 4 năm 2015, Aero Vodochody hợp tác với nhà cung cấp dịch vụ quốc phòng Draken International và nhà sản xuất động cơ Williams International để cùng thực hiện dự án. Theo thỏa thuận hợp tác, Williams International sẽ phụ trách cung cấp động cơ tua-bin phản lực cánh quạt FJ44-4M cho L-39NG, còn Draken International có vai trò phân phối loại máy bay này tại thị trường Bắc Mỹ, cũng như vận hành đội bay của riêng mình.[4] Đối với các khu vực khác trên thế giới, Aero Vodochody vẫn chịu trách nhiệm hiện đại hóa các máy bay hiện có tại cơ sở nhà máy của họ ở Cộng hòa Séc.[5]

Dự án L-39NG chia thành hai giai đoạn hoặc hai phiên bản riêng biệt.[6] Chương trình Stage 1 (Giai đoạn 1) là bản nâng cấp dành cho các khách hàng đã sở hữu L-39 trước đó;[4] gói nâng cấp này gồm có trang bị động cơ FJ44-4M mới và tùy chọn lắp đặt hệ thống điện tử hàng không của Giai đoạn 2 cho những chiếc L-39 nguyên bản. Động cơ FJ44-4M tạo ra lực đẩy tương đương với động cơ Ivchenko AI-25 của Liên Xô từng trang bị cho dòng L-39 đời đầu, nhưng có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn đáng kể cũng như sở hữu các đặc tính vận hành tốt hơn.[3] Ngày 14 tháng 9 năm 2015, phiên bản trình diễn công nghệ của L-39NG là L-39CW thực hiện chuyến bay đầu tiên, giai đoạn phát triển thứ nhất được tuyên bố là hoàn thành cùng tháng đó.[7] Ngày 20 tháng 11 năm 2017, Aero Vodochody thông báo hoàn thành quá trình phát triển L-39CW.[8] Ngày 14 tháng 3 năm 2018, L-39CW được cấp chứng nhận chủng loại đủ điều kiện bay và sẵn sàng sản xuất hàng loạt.[9][10]

Chương trình Stage 2 (Giai đoạn 2) cung cấp một số cải tiến về thiết kế dành cho L-39NG sản xuất mới, nó có thể sử dụng các bộ phận nâng cấp của Giai đoạn 1 sau khi khung máy bay nguyên bản đã hết tuổi thọ.[11][12] Khung máy bay mới nhẹ hơn đáng kể và tạo ra ít lực cản hơn, về tổng thể, máy bay sau thiết kế lại được cho là có chi phí vận hành tương đương với máy bay động cơ phản lực cánh quạt hiện nay.[13] Stage 2 sử dụng vật liệu composite và cánh ướt (cánh có chứa nhiên liệu bên trong), loại bỏ các thùng nhiên liệu đặc biệt ở đầu cánh của L-39 nguyên bản.[14][15] Tháng 6 năm 2017, Aero Vodochody tiết lộ kế hoạch chế tạo bốn mẫu L-39NG phiên bản tiền sản xuất để thử nghiệm và trình diễn.[16] Tháng 7 năm 2017, công ty bắt đầu sản xuất các bộ phận để lắp ráp bốn mẫu, trong đó ba chiếc là nguyên mẫu và một chiếc là bản sản xuất trước chuỗi thứ tự.[17][18][19]

Tháng 4 năm 2018, Aero Vodochody ký kết thỏa thuận hợp tác với Israel Aerospace Industries (IAI) để tích hợp phương pháp huấn luyện ảo của Israel trên L-39NG, cũng như hợp tác trong nhiều dự án khác.[20][21] Nguyên mẫu L-39NG ra mắt lần đầu tại Odolena Voda vào ngày 12 tháng 10 năm 2018,[22] thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 22 tháng 12 năm 2018.[23] Trong tháng 9 năm 2020, Bộ Quốc phòng Séc cấp chứng nhận cho L-39NG đạt tiêu chuẩn quân sự siêu quốc gia,[24] đây là tiêu chuẩn đã được công nhận bởi tất cả cơ quan quân sự của EU và NATO; điều này cho phép máy bay có thể hoạt động trong không phận quốc tế và đáp ứng mọi yêu cầu về độ an toàn.[24][25] Tháng 7 năm 2022, L-39NG được cấp chứng nhận tiêu chuẩn EMAR 21 của EU/NATO.[26]