В феврале 1983 г. фирма "Боинг" впервые предложила авиакомпаниям вариант самолета 767 с удлиненным фюзеляжем. Официально разработка самолета, получившего обозначение 767-300, началась в осенью 1984 г.Самолет 767-300 отличается от исходной модели 767-200 удлиненным на 6,43 м фюзеляжем (две дополнительные секции перед и за крылом), усиленной конструкцией планера и шасси.

Первый полет самолета 767-300 состоялся 30 января 1986 г. В сентябре 1986 г. самолет получил сертификат FAA, причем одновременно для вариантов с двигателями фирм "Дженерал Электрик" и "Пратт-Уитни". Первый самолет получила японская авиакомпания JAL в конце сентября 1986 г. В мае 1989г. появился вариант с двигателями фирмы "Роллс-Ройс". Сертификация его была завершена в декабре 1989 г., а в феврале был поставлен первый самолет. Последующим развитием данного самолета стал вариант 767-300ER с увеличенной дальностью полета. В 1993 г. на основе пассажирского самолета началась разработка грузового варианта 767-300F, оснащенного боковой грузовой дверью, специальным погрузочно-разгрузочным оборудованием и не имеющего окон в грузовой кабине. Самолет рассчитан на перевозку 24 контейнеров LD3. Первый полет самолета состоялся 20 июня 1995 г. В конце 1996 г. фирма "Боинг" объявила о начале проектирования самолета 767-400, отличающегося удлиненным на 6,43 м фюзеляжем (по сравнению с самолетом 767-300) и увеличенным размахом крыла, на концах которого будут установлены вертикальные аэродинамические поверхности.

На самолете используется цифровой комплекс авионики EFIS производства американской фирмы "Рокуэлл-Коллинз", имеющий шесть цветных многофункциональных дисплеев. Аналогичный комплекс применяется на самолетах Боинг 757.