Начиная с конца 1970-х годов фирма "Макдоннелл-Дуглас" несколько раз предпринимала попытки разработки усовершенствованного варианта самолета MD-80 с целью дальнейшего повышения его топливной эффективности. Первоначально исследовался проект с удлиненным фюзеляжем и двумя ТРДД CFM Интернешнл CFM56. В 1984 г. прорабатывались проекты "Супер 90" (с укороченным фюзеляжем на 100 мест) и MD-89, рассчитанный на перевозку 173 пассажиров и оснащенный двумя ТРДД Интернешнл Аэро Энджинз V2500 (позднее проект "Супер 90" превратился в самолет MD-87). В начале 1985 г. появились проекты 130-местного самолета МD-91 и 130-местного самолета MD-92. Силовая установка этих самолетов должна была состоять из двух винтовентиляторных двигателей (ТВВД) с толкающими соосными многолопастными винтами. Все эти проекты не получили своего развития.В октябре 1989 г. фирма "Макдоннелл-Дуглас" объявила о планах разработки нового семейства самолетов MD-90, используя конструкцию самолетов типа MD-80 и более экономичные ТРДД V2500. В ноябре 1989 г. после заказа авиакомпанией "Дельта Эр Лайнз" 50 самолетов программа получила официальное начало.

Первый полет опытный самолет MD-90 совершил 22 февраля 1993 г. В середине ноября 1994 г. была завершена его сертификация. В марте 1994 г. авиакомпания "Дельта Эр Лайнз" получила первый самолет в варианте MD-90-30. Дальнейшим развитием самолета MD-90-30 должен стать вариант MD-90-50 с взлетной массой 78 т и двигателями V2528-D5 (2 х 12710 кгс). Самолет будет иметь дополнительные топливные баки, в результате чего его дальность полета возрастет до 5500 км. Модификация MD-90-55 сможет перевозить в туристическом варианте 187 пассажиров. В 1992 г. между фирмой "Макдоннелл-Дуглас" и КНР было подписано соглашение о производстве в Китае по лицензии 20 самолетов MD-90-30T, а в дальнейшем довести их выпуск до 150. В 1994 г. было подписано дополнительное соглашение, согласно которому КНР закупит 14 самолетов MD-90-30 в США (кроме лицензионных самолетов).

На самолете установлены цифровой комплекс авионики EFIS с шестью цветными плоскими жидкокристаллическими многофункциональными дисплеями, автоматическая система самолетовождения (FMS) и система предупреждения столкновений в полете TCAS.