O primeiro Boeing 707, com a série 707-120, tinha uma maior cabine entre outras melhorias, em comparação com o protótipo. Com motores Pratt & Whitney, o 707 tinha a capacidade que era apenas suficiente para atravessar o Oceano Atlântico.

Logo depois surgiu 707-320 com um longo alcance intercontinental que, em maio 1959 voou 5.382 milhas sem escalas entre a sede da Boeing em Seattle até Roma em 11 horas e 6 minutos.

Uma série de variantes foram desenvolvidas para uso especial, incluindo aviões shorter-bodied e as séries 720.

A Pan Am World Airways foi o primeiro cliente do 707, encomendando 20 Boeing 707-120, em Outubro de 1955. Em 1962, também coube a Pan Am a entrega do último avião 707-120 série.

A produção do Boeing 707 terminou em 1978 após a construção de 878 modelos. O número subiu para mais de 1000 até 1994, quando versões militares de produção limitada terminou. A maioria dos 707 civis que estão em serviço até hoje foram convertidos ao de carga, enquanto alguns são utilizados como transportes corporativos. Aproximadamente 130 permanecem em serviço comercial.