波音公司1956年2月开始进行方案论证，经过3年的方案论证后，1959年6月正式开始设计工作。波音公司认为装备三发动机是最理想的方案。1960年8月，波音公司在获得美国东方航空公司(Eastern Air Lines)40架订单以及美国联合航空公司20架承诺订单后，启动727-100型的生产，1961年6月开始制造原型机，1963年9月第一架波音727-100开始试飞，1963年12月获美国联邦航空局型号合格证，1964年2月首架波音727交付使用。1971年波音727的销量超过了波音707。1974年，第一千架波音727交付，成为历史上第一种销量突破1,000架的喷气式民用客机(而最初设想的销售指标只是250 架)。

　　波音727装备低涵道比涡轮风扇喷气式发动机，降低了油耗，提高了中短程航线运营的经济性。基本满足了中短程航线的客货运输的需求。波音727先天的缺点限制其未来的发展。机身后部挂发动机的设计，无法使用体积较大的新型高涵道比的涡轮风扇喷气式发动机。地区机场改善设施与延长跑道，加上推力越来越大的新式发动机不断出现，令当初727可以在短跑道起降的特点显得没有那么重要了。

　　波音公司于1974年推出727-300，计划加长飞机机身，可容纳220名乘客；使用推力更大发动机；加大机翼面积等改进。经历过1970年代石油危机，三发动机的727运营成本亦日渐增加。最终波音公司决定淘汰727。727-300的计划于1976年被7N7计划替代(就是波音757)。

　　最后一架波音727于1984年出厂，交付予联邦快递公司。1984年9月18日波音727生产线关闭。波音公司生产各种型别的波音727共总产量为1,832架。

　　1991 年1月13日，在美国联合航空公司服役的第一架波音727退役，涂装改成最初的样式送到西雅图飞行博物馆供人参观。飞机的名字是“西雅图精神”号。