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在1970年，波音747成为第一架进入服役的宽体喷气式飞机。747是第一架宽度足以设有一个双通道客舱客机。两年后，制造商开始了一项开发研究，代号为7X7，用于替换707和其他早期一代窄体飞机的新的宽体飞机。该飞机还将提供双通道座椅，但机身比现有的747，麦道公司道格拉斯DC-10和洛克希德L-1011三星级宽体机身更小。为了支付高昂的开发成本，波音公司与意大利公司Aeritalia和日本航空航天公司的财团交通发展公司（CTDC）签署了风险共享协议。这标志着制造商的第一个主要国际合资企业形成，Aeritalia和CTDC收到供应合同，以换取他们的早期参与。最初的7X7被认为是一个短距离起飞和着陆客机，用于短距离飞行，但客户对这个概念不感兴趣，导致其重新定义为中型，横贯大陆范围的客机。在该阶段，所提出的飞机具有两个或三个发动机，可能的配置包括翼外发动机和T形尾翼。
到1976年，一个双喷气飞机的布局，类似于在空中客车A300上首次亮相，成为基线配置。使用两个发动机的决定反映了行业增加对新一代喷气发动机的可靠性和经济性的信心。虽然新型宽体飞机的航空公司要求仍然不明确，7X7一般侧重于中型，高密度市场。因此，它打算在主要城市之间运送大量乘客。民用航空技术的进步，包括高旁路比涡轮发动机，新的驾驶舱系统，空气动力学改进和更轻的建筑材料被应用于7X7。许多这些功能也包括在一个新的中型窄体客机，代号7N7，将成为757的并行开发工作。这两项建议的工作通过航空业在20世纪70年代后期的上升期实现。
1978年1月，波音公司宣布对Everett工厂进行大规模扩建，然后致力于生产747，以适应其新的宽体系列。1978年2月，新的喷气式飞机获得了767型号名称，并计划了三个变型：一个具有190个座位的767-100，一个具有210个座位的767-200，以及一个具有200个座位的trijet767MR/LR版本洲际路线。767MR/LR随后用于分化目的更名为777。767于1978年7月14日正式启动，当时美国联合航空公司订购了767-200型号中的30架，随后又在美国航空公司和达美航空公司订购了其他50架767-200型号的订单。767-100最终没有出售，因为它的容量太接近757，而由于标准化的双喷气机配置，777三列喷气机需求最终降低了。
波音公司1972年提出计划，与意大利、日本方面合作生产三发远程飞机，最初定名为7X7，不过该计划没有实现。面对石油危机影响，针对首款双发动机宽体客机——空中客车A300，随后在经过方案论证和市场调查后，波音公司于1978年2月宣布发起波音767研制计划，同年7月，获得美国联合航空公司30架确认订单，联合航空公司代表参与了设计全过程，以便更好地满足用户的要求。1979年初，在获得80架订货和79架意向订货之后，开始全面设计研制工作。波音767研制费15亿美元(1978年)。
波音767飞机研制生产计划采用了国际合作方式，波音公司主要承担飞机最后总装，日本民用运输机部（日本三菱、川崎和富士重工组成）及意大利阿莱尼亚公司参与了波音767计划并承担全部研制费和工作量的30%。在波音767的生产中，波音公司主要承担飞机最后总装。日本方面分工如下：三菱重工业公司负责生产后机身壁板、桁条、客、货舱门和垂尾；川崎重工业公司负责中机身壁板和机翼的梁间肋；富士重工业公司负责翼身连接处整流包皮和主起落架舱门；意大利阿莱尼亚公司生产复合材料翼尖、机头雷达罩和所有活动操纵面。波音公司将机翼中段及其下半部机身和机身隔框转包给格鲁门公司；平尾转包给沃特公司；机身尾部转包给加拿大飞机公司；水平尾翼转包给了林·坦柯·渥特公司。
波音767采用了全新的结构，同时是波音民航机中首次采用两人驾驶制的宽体飞机。波音767在设计过程中，尽量保持与同期研制的波音757有更多的共同性，两者的驾驶舱设计基本相同，两种机型要求的机型驾驶资格也相同。高效的机翼配合高涵道比涡轮风扇发动机使波音767使用的跑道长度相对减少。
波音767机身宽5.03米，比单通道飞机宽1.2米以上，这个宽度适合采用舒适的双过道客舱布局，标准为一行7个座位按2-3-2式排列，且能适应当时已有的标准集装箱和货盘。波音767机翼采用悬臂下单翼，翼根相对厚度15.1%，翼尖10.3%，1/4弦线后掠角31°30′，铝合金破损安全结构。副翼用石墨环氧树脂复合材料。铝合金单缝外侧后缘襟翼，双缝内侧后缘襟翼，复合材料的扰流片可用于滚转操纵，亦可作为减速板使用。尾翼采用悬臂破损安全铝合金和铝合金蜂窝结构。机翼下前伸吊挂两台高涵道比涡轮风扇发动机。每侧机翼和中央翼内各有一整体油箱。前三点液压起落架。双轮前起落架向前收起，主起落架为四轮小车结构，向内收起。辅助动力装置驱动一台90千伏安交流发电机用于地面和空中应急供电。3套液压系统由发动机引气驱动液压泵供压。
机载设备采用自动飞行状态调节控制系统，发动机数据显示器和警告系统，发动机全部数据完全数字化显示；霍尼韦尔公司惯性座标系统，数字大气数据计算机。数字飞行管理系统，三余度数字飞行控制计算机，包括FCS-700飞行控制系统、EFIS-700电子飞行仪表系统和RMI-743无线电磁显示器。选装设备包括波音的风切变探测和导引系统。波音767在双发延程飞行（ETOPS）表现突出，1985年5月，美国联邦航空局（FAA）批准，波音767在远程飞行中距离备降机场最多可达120分钟飞行时间，即120分钟ETOPS。1989年3月，又率先被美国联邦航空局批准180分钟ETOPS。这样，波音767就可以执飞更多的从美国出发的跨太平洋和跨大西洋航线。
由于波音767的机体内部直径只4.7米，是宽体客机中最窄的，因此舒适度不如空中客车A300的5.64米。而货舱容积也较小，只能容纳窄体机惯用的航空用LD2集装箱而不能使用较大的宽体客机常用的LD3集装箱。最终波音767在与空中客车A300的竞争中让出了中级双发客机市场主导地位。
波音767系列包括三种基本型号：波音767-200、波音767-300和波音767-400(ER)，区别主要在机身长度上，-200/-300基本型号都对应着一种延程型（ExtendedRange,ER），在767-300ER基础上还研制生产了货运机型。767三种客运机型的区别主要在机身长度上，767-300比767-200长6.43米；767-400比767-300长6.43米。波音767根据运营需要可选择每排4、5、6、7或8座等几种客舱布局。载客量根据客舱布局而定：在波音767-200ER的三级客舱布局情况下可载客181人，在波音767-400ER的高密度包机布局情况下最多可载客375人。较新交付的767-200/-300及-400的客舱设计均借鉴了波音777的样式。
波音767-100
早期型，准备直接与空中客车A310竞争，载客量180人到190人，由于无订货且与同期研制的波音757载客量相近而未投产。
波音767-200
基本型，最初生产的型号，1981年9月26日首飞，航程5,800至7,300公里。1982年8月19日正式交付美国联合航空投入运营。当初联合航空向波音订购767时，由于受到工会的压力及反对，因此，最初接收的767客机是属于三人操作的设计，以减轻机师的工作负担。后来联合航空与工会达成妥协，才将驾驶员由三人改回两人。
波音767-200ER
-200型的加大航程型，在波音767-200型的基础上增加了载油量和最大起飞重量，1984年3月6日首飞，随后1984年首次交付于以色列航空公司投入运营。首次波音767作不停站横越大西洋飞行，并数次打破双引擎飞机的最长飞行距离。截止2013年4月30日，共交付121架。本机型已停产。
波音767-300
-200型的加长型，日本航空公司是启动用户，于1983年9月开始研制生产。这种机型比波音767-200加长了6.43米，载客能力增加了20%，货舱容积也增加了31%。加强了机身中段和起落架，1986年1月30日首飞，1986年9月开始交付使用。截止2013年4月30日，共交付104架。本机型已停产。
波音767-300ER
-300型的加大航程型，美利坚航空公司订购15架成为该型号启动用户，在200型基础上增加了中央翼油箱，提高了最大起飞重量，增加了航程，1988年开始投入使用。首次波音767飞行横跨太平洋航线。-300ER成为767家族产量最多的型号。
波音767-300F
货机型，1993年美国联合包裹公司（UPS）订购30架启动了该型号的研制生产，该型号主舱货柜容量为336.5立方米，底层货舱为117.5立方米，在满载50吨货物的时候可飞行6000公里。1995年6月首飞，同年10月交付美国联合包裹公司投入运营。
波音767-400
波音767-400即波音767-400ER，是波音767系列加大航程型（Extended-Range）的衍生机型（波音没有推出非延程型的767-400机型）。在-300型基础上机身加长6.4米，气动方面作了改进，增大了翼展和最大起飞重量，并采用了全新的主起落架。767-400ER（波音没有推出非延程型的767-400机型）亦是767系列中唯一拥有翼尖小翼的型号。首架于1999年8月26日出厂，1999年10月首飞，2000年5月投入使用。本机型已停产。
767-400ER是波音客机第一种备有后掠翼尖的型号，亦是767系列中唯一拥有后掠翼尖的型号，此设计能改进客机的油耗。第一架波音767-400ER于2000年交付达美航空。
波音767-X
波音767-X：波音777最初命名。原始想法就是把波音767-400的机身、翼展放大，但是没有成功。因为没有得到航空公司的认可和未获得订单而被放弃。
E-767预警机
1984年7月，波音公司为美国陆军洲际导弹防卫系统的机载光学设备试验计划提供试验载机。波音公司用波音767作为试验平台鉴定美国陆军对于重返大气层洲际导弹的发现和跟踪能力。
767-200ER的军用空中预警机，日本自卫队的机载空中警报控制系统（AWACS）平台。实质为美国空军E-3空中预警机的系统建构于767-200ER的平台上。
KC-767加油机
以767-200ER为蓝本的空中加油机，现由意大利空军及日本自卫队使用。美国空军曾表示对KC-767感兴趣。
日本现有四架KC767，分别部署至海军航空兵自卫队，嘉手纳基地。
波音767-200
首次飞行日期1981年9月/1984年3月
机长48.51米
翼展47.57米
高（至垂直尾翼顶端）15.8米
机身直径5.03米
最大机舱宽度4.72米
机舱长度33.93米
典型布局载客181-255人
续航距离(w/最大乘客数)7300公里/12,200公里
巡航速度0.8马赫（每小时851公里）
最高巡航高度13,137米
最大起飞重量142.88吨/179.17吨
最大着陆重量123.3吨/136.08吨
无燃油最大重量113.4吨/117.93吨
最大燃油容量63,217公升/91,380公升
最大货运容量86.9立方米
波音767-300
首次飞行日期1986年1月/1986年11月/1995年10月
机长：54.94米
翼展：47.57米
高（至垂直尾翼顶端）15.8米
机身直径5.03米
最大机舱宽度4.72米
机舱长度40.36米
典型布局载客218-351人/0人
续航距离(w/最大乘客数)7,300公里/11,305公里/6,050公里
最大巡航速度0.8马赫（每小时851公里）
最高巡航高度13,137米
最大起飞重量158.76吨/186.88吨/186.88吨
最大着陆重量136.08吨/145.15吨/147.87吨
无燃油最大重量126.1吨/133.81吨/140.16吨
最大燃油容量63,217公升/91,380公升/91,380公升
最大货运容量114.1立方米/114.1立方米/454立方米
发动机：机翼下前伸吊挂两台高涵道比涡轮风扇发动机
可选型号：
普拉特-惠特尼公司PW4000系列：PW4056/4060（最大推力：63300磅）
罗尔斯-罗伊斯公司RB211系列：RB211-524H（最大推力：59,500磅）
通用电气公司CF6-80系列：CF6-80C2（最大推力：62100磅）
波音767-400ER
总长61.37米
翼展51.82米
垂直尾翼顶端高16.8米
机身直径5.03米
机舱最大宽度4.72米
机翼面积290.7平方米
轮距26.2米
发动机两台，PW4062、CF6-80C2
发动机推力282kN
典型乘客人数245-375人
续航距离(w/最大乘客数)10,450公里
巡航速度0.8马赫（每小时870公里）
最高巡航高度43,100尺（13,137米）
空重103,872kg
最大起飞重量204,120公斤
最大着陆重量158,757公斤
无燃油最大重量149,685公斤
最大燃油容量91,370公升
最大货运容量138.9立方米
从1985年至2000年，国航先后引进了16架波音767飞机，随着运营小时的增加，波音767飞机陆续进入了重维修阶段，1995年至2000年间，合资后的Ameco先后为波音767飞机执行了最高级别检修——2S4C检及首次对发动机反推同步锁进行改装；重大结构修理；吊架改装等，在当时创造了多个世界民航和中国民航第一。
1995年10月18日，Ameco首次为波音767飞机实施发动机反推同步锁改装，此项改装涉及最多的是飞机电路系统的改装，改装线路500条以上，功能调试1300项，当时的中队长孟祥贵任施工总协调，他说，改装小组每天工作12个小时，为了保证进度，周末也放弃了休息。期间，该架飞机曾三进三出747机库，在露天整整工作了5天，狭窄的电子舱进行线路改装，有的地方转动身子都很困难，蹲也蹲不下，只能弯着腰干，但是，当他们投入到工作中，一切苦和累都忘记了。
1995年10月31日，经过630项通电测试改装获得成功，在场的波音代表Hodgson先生说，我参加此项目改装23次，而一次通电测试成功的只有Ameco，你们创造了世界第一，中国第一。
截止2005年底，中国大陆地区有四家航空公司运营27架波音767客机
。其中中国国际航空公司14架、中国东方航空公司3架、上海航空公司5架、海南航空公司5架。
中国南方航空公司在1990年起陆续引进运营过6架波音767-300ER，随着其订购的波音777开始交付使用，从1996年起开始陆续退租波音767，至1998年全部退租。
台湾地区如今仅长荣航空公司运营着2架波音767-300ER客机，中华航空公司曾在1983年至1989年间运营过两架波音767-200ER，长荣航空公司从1991年开始陆续引进运营过4架波音767-200，5架波音767-300ER，2005年开始陆续退出运营。
中国国际航空公司的B767飞机随着A330的引进，截止2013年，最后一架767-300ER退役。国航不再保留767机队。2014年5月6日，国航出售的最后一架波音767-300ER飞往遥远的乌兹别克斯坦首都塔什干。它的售出宣告波音767机队完成了在国航的使命，正式退出国航的历史舞台。
1983年加拿大航空缺油滑翔
1983年7月23日，加拿大航空143号班机(B767-233)（GimliGlider）由于油量计算错误（公制与英制计算错误），未加足够的燃油（仅携带需要量一半的燃油）导致高空中引擎熄火，靠无动力滑翔最后仍平安降落于曼尼托巴省金米尼(Gimli)一个闲置的军用机场内，无人受伤。被人戏称为史上最大的“滑翔机”，也被称为吉米利滑翔机，这架飞机在事故后被修复，直到2009年退役。
1991年维也纳航空泰国空中解体
1991年5月26日，维也纳航空（曾经的劳达航空，已被收购）004号班机(B767-3Z9ER)因反推锁故障在空中反推突然开启，左侧机翼失去升力导致飞机急速下坠，于泰国上空失事解体，全机223人死亡。这是767客机发生的首宗空难，亦是767客机历来最惨重的空难。事后波音公司修改了空中反推锁故障的处理方法。
1996年埃塞俄比亚航空劫机坠海
1996年11月23日，埃塞俄比亚航空961号班机(B767-260ER)於肯尼亚上空被劫持，最后因燃料耗尽于科摩罗莫罗尼附近的沙滩进行海上迫降，客机解体，全机175人中有123人死亡。飞机迫降海面的时候，被一位业余摄影师拍到整个过程。
1999年埃及航空大西洋坠机
1999年10月31日，埃及航空990号班机(B767-366ER)於大西洋坠毁，机上217人全部罹难。美国的调查报告指出失事原因是副机师刻意将飞机坠毁自杀；埃及方面反驳。事件至今仍未有一个确实答案。
2001年911恐怖袭击
2001年9月11日，911事件美国境内先后有四架民航班机被劫持以策动恐怖袭击，其中撞向纽约世界贸易中心的南北座双子塔的两架飞机是美国航空11号班机(B767-223ER)及联合航空175号班机(B767-222)。均是波音767。两机上共157人及世贸中心内2,650人死亡，导致世贸中心南北两座塔楼倒塌。
2002年中国国际航空公司韩国地面指挥失误釜山撞山
2002年4月15日，中国国际航空公司129号班机，一架波音767-200ER(注册号B-2552)执行北京—韩国釜山航班任务，在天气恶劣的情况下向釜山机场进近过程中，由于天气恶劣，塔台指挥严重失当，加之机组处置亦有不当，导致飞机低于安全高度进近，撞山失事。机上167人中有128人死亡。
2011年波兰航空机腹迫降
当地时间2011年11月1日下午，波兰航空公司016次航班，在起落架不能打开的情况下凭借腹部滑行着陆，最终在华沙肖邦国际机场成功迫降。由于驾驶员技术高超，飞机上所有乘客和机组人员共231人全部安然无恙。2015年俄罗斯全禄航空中国北京飞航路线失误事件
2015年5月28日，俄罗斯全禄航空一架波音767-300（波音763）从北京首都机场飞往莫斯科执行UN8888次航班，但在起飞后飞进北京市区，进入三环以内。由于飞机飞行高度较低，东便门、国贸一带许多居民都听到飞机响声。对此，相关工作人员表示，该航班机长搞错飞行方向致使飞机偏离航线进入市区，但尚未飞进限制区内，且因为管制员及时发现告知机组，飞机及时调整了航向，并没有造成太大影响。
2015年美国动力航空香港机场油管爆裂
2015年10月28日美国动力航空一架机龄达30.4年的波音767客机，准备从香港飞往塞班岛，在香港机场停场加油过程中发生了严重的油管爆裂意外事故，造成大量燃油外泄于停机坪上。
2015年美国动力航空佛罗里达州引擎起火
2015年10月29日，美国动力航空一架波音767客机，在美国佛罗里达州劳德代尔堡-好莱坞国际机场滑行准备起飞过程中一个引擎起火，当时机上载有约110名乘客，导致至少15名乘客受伤。发动机起火的这架飞机于1986年制造，机龄29.8年。
2015年美国航空紧急迫降
2015年11月28日，美国航空公司一架从意大利米兰飞往美国纽约的波音767-300ER客机（注册号：N393AN），因为驾驶舱风挡玻璃破裂，紧急备降伦敦。这架波音767客机载有183名乘客和12名机组成员。当地时间28日早上10点从意大利米兰马尔彭萨机场起飞不久后，即发生驾驶舱风挡破裂事件。机组报代码7700，11点18分在伦敦希斯罗机场安全降落。乘客随后乘搭其他航班飞往纽约。尚不清楚造成风挡破裂的具体原因。
2016年美国航空紧急迫降
2016年1月24日，美国航空公司一架客机因遭遇剧烈乱流，造成7人受伤，途中紧急降落加拿大东部纽芬兰省圣约翰国际机场。美联社报道，这架波音767客机搭载192名乘客和11名机组人员，原定从美国迈阿密飞往意大利米兰。24日晚些时候，客机安全降落圣约翰国际机场后，至少有四辆救护车和一辆消防车在现场等待救援。机场女发言人莎拉·诺里斯说：“他们遭遇乱流，有人受伤，因此改变航线。”美国航空公司发言人罗斯·范斯坦说，3名机组人员和4名乘客被送往医院以接受进一步评估，但均没有生命危险。他说，公司下一步工作是把没有受伤的乘客送往米兰。诺里斯则说，这架客机留在机场过夜。
