Phiên bản đầu tiên là Super Guppy hay SG, được chế tạo trực tiếp từ thân của một chiếc C-97J Turbo Stratocruiser, phiên bản quân sự của Boeing 377. Thân máy bay được làm dài, với chiều dài là 141 foot (43 m), và phần lưng máy bay được làm phình ra, với đường kính cực đại bên trong là 25 ft (7.6 m), chiều dài khoang hàng hóa là 94 ft 6 in (28.8 m). Sàn của khoang hàng hóa chỉ còn rộng 8 ft 9 in (2.7 m), đây là yêu cầu cần phải có khi sử dụng thân của C-97J Turbo Stratocruiser.

Ngoài ra còn có những cải tiến ở thân máy bay, Super Guppy sử dụng động cơ phản lực tuabin cánh quạt nâng cấp là Pratt & Whitney T-34P7 nhằm nâng tầm hoạt động và công suất, cải tiến cánh và bề mặt đuôi. Nó có thể mang 40.000 pound (18.000 kg) và bay với vận tốc hành trình là 300 mph (480 km/h).

Phiên bản thứ hai chính thức được biết đến với tên gọi Super Guppy Turbine (SGT) vì động cơ nguyên bản của Boeing 377 đã được thay thế bằng động cơ phản lực tuabin cánh quạt Allison 501-D22C hiệu suất cao hơn. Không giống như những chiếc Guppy phiên bản trước, thân của phiên bản này được làm lại từ đầu. Do chế tạo lại từ đầu nên hãng Aero Spacelines đã mở rộng sàn của khoang hàng hóa lên 13 ft (4 m). Chiều dài khoang hàng hóa tăng lên 111 ft (33.8 m), và thân máy bay được cải tiến, động cơ cho phép máy bay chở được tải trọng hàng hóa tối đa là 54.500 pound (24.700 kg). Những cải tiến thiết kế này được kết hợp với một cabin phi hành đoàn điều áp, cho phép máy bay hoạt động ở vận tốc hành trình trên độ cao lớn, giúp SGT vận chuyển nhiều hàng hóa hơn những loại máy bay trước đó.

SGT chỉ giữ lại thiết kế buồng lái, cánh, đuôi và bộ bánh đáp của Boeing 377. Bánh xe càng trước được lấy từ Boeing 707 - và đảo ngược 180°. Điều này giúp mặt trước của máy bay nhỏ, ngang bằng với sàn của khoang hàng hóa và đơn giản hóa thao tác chất hàng.

Vào đầu thập niên 1970, 4 chiếc Super Guppy đã được hãng Airbus Industrie sử dụng để vận chuyển các bộ phận của máy bay từ các nhà máy sản xuất nhỏ đến xưởng lắp ráp cuối cùng ở Toulouse. Người ta có câu nói đùa rằng "Mọi chiếc Airbus đều được chuyển giao trên đôi cánh của một chiếc Boeing". Những chiếc Super Guppy sau đó được thay thế bởi loại Airbus Beluga, có khả năng mang được nhiều hơn.

Chỉ có một chiếc Super Guppy hiện đang hoạt động: một chiếc SGT được NASA sử dụng. 4 chiếc khác hiện đã ngừng hoạt động; chiếc SG hiện đang trưng bày tại Bảo tàng Hàng không và Không gian Pima, Căn cứ không quân Davis-Monthan, Arizona. Chiếc SGT thứ nhất hiện ở Bruntingthorpe, Vương quốc Anh, chiếc thứ 2 ở ngoài nhà máy của Airbus tại Sân bay quốc tế Toulouse Blagnac, Toulouse, Pháp, chiếc thứ 3 tại Finkenwerder, Đức.