最早于2005年1月28日，787在拥有正式名称之前，被称为7E7。在2006年4月26日，即研发计划推出的一年后，波音在787客机的外观设计作出改动，包括机鼻长度被改短。
波音787于2009年12月15日进行首次测试飞行。2013年1月16日，由于连续出现安全故障，美国联邦航空局宣布暂时停飞所有波音787“梦幻”客机 。
2005年1月28日，中国政府官员与波音公司签署了60架波音787飞机购买协议。
2013年6月2日，中国首架波音787“梦幻飞机”抵达广州白云机场，这一喷绘着“梦想之翼”涂装的787飞机从此将加入南航机队。南航成为中国首家、全球第9家接收787梦想飞机的航空公司。
2013年6月南方航空还将继续再接收一架，2013年内南航将接收8架，2014年接收2架。
南方航空于2005年12月订购了10架波音787，原计划2011年底交付，此前曾因零部件和试飞等原因多次推迟交付，2012年又因中国民航局适航证迟迟未下，以及2013年1月连续出现的电池故障等原因再度推迟。
由于2013年初日航等航企波音787的电池故障，致使该机几乎在全球范围内停飞。2013年4月，美国联邦航空局批准了波音787改进方案，现役波音787陆续恢复运营，新飞机的交付也逐步重启。
2013年5月23日，波音787终获中国民航局型号认可证，这标志着其具备了进入中国民航市场的资格。波音公司已为南航首架787飞机安装了改进后的电池，并通过了相应的测试。首架波音787飞机南航将投放在广州出发的国内航线，在国内运行一段时间后，再投入国际航线运营。
波音787中国内地的订单为41架，其中，国航订购了15架、南航10架、海航10架、厦航6架。
国航因2010年8月31日对订单进行更改，将公司于2005年批准引进的15架波音787-8置换为15架波音787-9，因此交付时间会再晚两年；厦航明后两年将引进6架波音787飞机，主要投放在福州和厦门市场，其首架787已于2014年7月交付。
海航预计最快将于6月底引进波音787客机，具体时间在等中国民航局的相关认证。海航前两架交付的波音787计划投入北京至海口、上海、成都3条国内航线，其中北京—上海航线每天由787执行两班，北京—海口、北京—成都航线每天各执行一班。后续海航787客机将计划投入执行北京—芝加哥、北京—西雅图、北京—多伦多等北美的国际航线等其他城市的国际航线。
截止2013年6月，波音已经向全球8家航空公司交付52架787飞机，还有超过800架787飞机有待交付全球58家客户。
2013年6月以来，已有全日空两班次，日本航空一班次，南航一班次，埃塞俄比亚不定期班次等五架787飞航北京。据悉，2013年6月底波音787梦幻客机也将落户海南航空股份有限公司北京分公司。
2013年，海南航空北京－海口、北京—上海、北京-海口、北京-杭州、北京-成都、北京-长沙、北京-昆明航线将由波音787梦幻客机执飞。
2013年8月，将由波兰航空使用波音787梦幻客机执飞北京－华沙航线。届时北京首都机场将是世界上起落不同航空公司波音787客机最多的机场（非班次最多）。
2013年11月17日，阿提哈德航空在迪拜航展中订购30架B787-1000，标志着787订单总数超过1000架（1012架），成为航空史上最快达到这一销售里程碑的宽体机。阿提哈德共订购了71架波音787，是目前最大的梦幻飞机客户。
