В 1985 году фирма "Boeing" объявила о разработке усовершенствованной модификации самолета 747-300. Новый вариант отличается от предыдущих не только удлиненной верхней пассажирской кабиной (как на самолете 747-300), но и увеличенным на 3,66 м размахом крыла (на концах которого расположены вертикальные аэродинамические поверхности высотой 1,8 м), двухместной кабиной экипажа, наличием цифрового комплекса авионики EFIS и более мощными двигателями, оснащенными электронной системой управления FADEC.
В конструкции крыла применены сплавы, используемые на самолетах Боинг 757 и 767, в результате чего масса конструкции снижена на 2,7 т.
Первый полет опытного самолета (с двигателями PW4056) состоялся 29 апреля 1988 г., и в январе 1989 г. авиакомпания "Нортуэст Эрлайнз" получила первый самолет.
Грузовой вариант 747-400F предназначен для перевозки грузов массой до 110 т. Данный самолет рассматривается ВВС США как резерв стратегической транспортной авиации. В конце 1993 г. фирма "Boeing" предложила увеличить взлетную массу самолета 747-400 сначала до 397,2 т, а затем до 417,6 т. Но для этого потребовалось значительное усиление конструкции, и фирма прекратила дальнейшие работы. В начале 1990-х годов появился проект самолета 747-Х, который по числу мест должен был занять место между самолетом 747-400 и перспективным самолетом VLCT на 600-700 мест.
В 1995 г. фирма "Боинг" предложила два варианта самолета с новым крылом размахом около 74 м. Вариант 747-500Х представлял собой незначительно удлиненный самолет 747-400 и мог в кабине трех классов перевозить 440-450 пассажиров. Вариант 747-600Х имел фюзеляж длиной 80 м и предназначался для перевозки в кабине трех классов почти 550 пассажиров.