波音707最初的原型机称作367-80。波音公司在1952年开始研制DASH 80(编号367-80)。波音公司花费一千六百万美元的成本，用两年的时间开发出367-80。原型机于1954年7月15日首飞。机体设计部分最初与波音377／C97型接近，而气体动力方面则与B-47轰炸机相类似。波音的想法是同一型号亦可售给空军作运输机，不久，在此试验机的基础上为美国空军研制出C-135军用运输机，著名的KC-135空中加油机就是在C-135基础上研制的，并大量生产。

　　1955年，经美国空军同意，波音公司在C-135的基础上研制民用型客机——波音707，于1957年12月20日首次试飞，根据用户意见修改的第一型商业型707飞机称为波音707-120型，与原型机相比，客舱更宽大。1958年9月18日正式获得FAA认证。1958年10月开始交付正式投入航线使用，首家用户为泛美航空公司。此后，波音707进行了不少改型，发动机由最初的涡轮喷气发动机更换为效率更高、性能较好的涡轮风扇发动机-720型。

　　在1960至1970年代是波音707的全盛时期。波音707主要型别有707-120、-220、-320和-420以及波音720等。波音707亦有大量被空军采用，在美国空军内的E-3、E-8及C-137皆改装自波音707。此外，美国曾经的总统专机也是由波音707改装而成。

　　波音707民用型在1982年停产，最后一架民用型707-320C型于1982年3月交付使用。波音707(包括军用改型)共获订货1010架。生产线于1991年关闭，1992年5月交付最后一架军用型。

　　停产后民用型波音707大多在1980-1990年代陆续退役。剩余部分707在使用中主要改装为货机使用。为了达到日益严格的噪音标准，在波音707飞机上一般都加装降低噪音设备。也有部分波音707为了降低噪音更换使用JT8D或CFM56-2B1发动机，并加装小翼改进性能，这种型号被定为Q707。