波音公司于1956年2月开始进行波音727方案论证,它主要用于中短程航线,并要求能在较小的机场上使用,1959年6月正式开始研究设计工作,在得到美国东方航空和联合航空80架订单后正式启动该项目,波音727飞机的结构与波音707非常相似,从波音727开始,波音开始在飞机上引入APU(auxiliary power unit)辅助动力装置,波音对727的机翼进行了重点设计,对各种增升措施进行了特别的研究。最后波音727采用三开缝后缘襟翼,内侧前缘克鲁格襟翼,外侧前缘缝翼,飞机性能得到极大提升。波音727采用T形尾翼,使用3台普拉特-惠特尼公司JT8D系列涡轮风扇发动机,安装在机身尾部,也是是美国研制的第一种尾装发动机民用客机。