Việc thay thế cho dự án Sonic Cruiser đã được mệnh danh là 7E7 (với một tên mã triển khai Y2.) Chữ "E" được người ta cho rằng viết tắt của nhiều thứ khác nhau, tùy theo người xem. Đối với vài người, nó là viết tắt của chữ "hiệu quả" (efficiency), đối với người khác thì nó là "thân thiện với môi trường" (environmentally friendly). Tóm lại, Boeing tuyên bố nó chỉ là viết tắt của "Tám" (Eight), sau khi máy bay này cuối cùng đã được đặt tên lại là "787".[5]

Máy bay 787 sử dụng công nghệ như công nghệ đã đề xuất cho Sonic Cruiser bằng một cấu hình thông thường hơn (xem Features). Boeing tuyên bố chiếc 787 sẽ tiết kiệm ít nhất 20% nhiên liệu hơn các máy bay cạnh tranh hiện hữu. 1/3 hiệu suất thu được là do động cơ mang lại, 1/3 nữa từ những cải tiến khí động lực và việc gia tăng sử dụng các vật liệu composite nhẹ hơn và 1/3 cuối cùng mang đến việc tăng hiệu suất nhiên liệu là các hệ thống tiên tiến. Nhân tố đóng góp đáng kể nhất cho hiệu suất là kiến trúc điện thay thế bleed air và sức thủy lực bằng các máy nén và bơm chạy điện. Công nghệ từ Sonic Cruiser và 787 sẽ được sử dụng như một phần của dự án Boeing thay thể cả dây chuyền sản phẩm máy bay, một nỗ lực được gọi là Yellowstone Project (mà 787 là giai đoạn 1 của nó).

Boeing đã lựa chọn hai loại động cơ là General Electric GEnx và Rolls-Royce Trent 1000, để lắp vào chiếc Boeing 787,cả hai đều được lắp đặt ở trong vỏ động cơ. Điều này đã nói lên sự bỏ rơi hãng Pratt & Whitney trong thương vụ sản xuất động cơ Boeing 787 ,thường được tham gia cung cấp cho thị trường hàng không đã không có khả năng tạo ra các đông cơ cho các dòng máy bay của 787.Theo giám đốc điều hành UTC George David, Pratt & Whitney "không thể tạo ra sản phẩm kinh doanh cho động cơ đó."[14] Cũng theo các nguồn tin trong ngành, Boeing cũng có thể đã muốn dựa vào các phiên bản cải tiến của các loại động cơ hiện hữu hơn là lựa chọn có rủi ro cao hơn từ một loại động cơ hoàn toàn mới từ Pratt & Whitney. Lần đầu tiên trong lịch sử hàng không thương mại, cả hai loại động cơ sẽ có một giao diện tiêu chuẩn với máy bay này, lcho phép 787 có thể đồng thời hợp nhất với một động cơ GE hoặc Rolls-Royce.Tính toán khả năng có thể thay thế lẫn nhau của động cơ khiến cho 787 là một dòng máy bay linh hoạt hơn cho các hãng hàng không,cho phép các hãng có thể thay đổi dễ dàng từ một nhà sản xuất động cơ này sang nhà sản xuất động cơ khác nếu cần.[5] Thị trường động cơ cho 787 ước tính sẽ có trị giá 40 tỷ USD trong 25 năm tới.Động cơ ban đầu cho ba loại biến thể hiện nay của 787 là Rolls-Royce Trent 1000 .

Việc cho ra đời một máy bay thương mại mới có thể dẫn đến các bình phẩm khác từ các đối thủ cạnh tranh.Sự hoài nghi của Boeing đối với Airbus A380 và các nhận xét chế nhạo của Airbus đối với Sonic Cruiser là các ví dụ gần đây.B787 cũng không phải là trường hợp ngoại lệ khi John Leahy của Airbus đã cố gắng bác bỏ lại tất cả đề xuất trước đó.

Yêu sách của Boeing đã khiến Leahy công khai chỉ trích việc Boeing sử dụng vật liệu composite với quy mô lớn trong 787 là "hấp tấp và lố bịch" dù Boeing đã chế tạo và thử nghiệm bộ phận làm bằng composite đầu tiên trong khi kiểm tra ý tưởng Sonic Cruiser gần 5 năm trước,[15] giúp cho 787 là một sản phẩm thanh lịch đáng kể.[16] Airbus đã đưa ra dòng máy bay cạnh tranh với Boeing 787 là A350 sử dụng dẫn xuất của động cơ phản lực cánh quạt Rolls Royce được phát triển cho 787.

787 đã trải qua thử nghiệm trong ống khí động học tại Transonic Wind Tunnel của Boeing, QinetiQ's five-meter wind tunnel tại Farnborough, UK, và NASA Ames Research Center's wind tunnel, cũng như tại French aerodynamics research agency, ONERA.

Boeing đã công bố hãng đang có khả năng phát triển một phiên bản "kéo dài", 787-10, với sức chứa ghế ngồi từ 290-330 ghế.Do sức ép từ hai hãng hàng không chính là Emirates và Qantas .Cuối năm 2005,Boeing đã chấp thuận nghiên cứu một phiên bản kéo dài của B787-9 Dreamliner lên hơn 300 ghế đặt tên là B787-10 Dreamliner .Nhằm thay thế cho tàu bay Boeing 777-200ER [17][18] Phiên bản đề xuất này được dành để cạnh tranh với dòng máy bay Airbus A350-900.[19] Chiếc 787-10 sẽ thay thế 777-200ER trong catalog hiện nay của Boeing và có thể cạnh tranh lại Airbus A330-300 và A340-300 hay Thậm chí là Airbus A350-900 XWB của chính Airbus Emirates Airlines và Qantas đã bày tỏ mối quan tâm đối với các phiên bản biến thể có thể đưa vào vận hành năm 2013 nhưng sau cùng chỉ mua phiên bản Boeing 787-9 Dreamliner .[20][21][22] Biến thể này vẫn chưa được Boeing chính thức công bố nhưng Mike Bair, người đứng đầu chương trình 787 đã tuyên bố rằng "Đó không thành vấn đề, nhưng chúng tôi đang sắp thực hiện chương trình… Phiên bản 787-10 sẽ là một phiên bản kéo dài của 787-9 và sẽ phải cắt giảm về tầm bay để bổ sung thêm ghế và sức chứa hàng vận chuyển.Phiên bản 787-3 đã bị hủy bỏ vào năm 2010. "[23]

Boeing đã cho công diễn chiếc 787 lần đầu vào ngày 8 tháng 7 năm 2007, ngày trùng với tên của 787 theo cách ghi lịch của Hoa Kỳ là tháng-ngày-năm (7/08/07).[24]

Lần cất cánh đầu tiên của máy bay 787 là ngày 15/09/2009, là chuyến cất cánh của máy bay 787-8. Chuyến bay kéo dài 3 giờ, do Phi Công Hạng Nhất Mike Carriker và Cơ Trưởng Randy Neville, đã thực hiện một số thử nghiệm về cấu trúc và chức năng hoạt động của máy bay.

Máy bay đầu tiên được bàn giao cho ANA vào năm 2011.

Tính đến tháng 11 năm 2019, đã có 80 hãng hàng không đặt hàng loại máy bay 787 này, với tổng số đặt hàng hơn 1,400 chiếc.