В 1978 г. фирма "Макдоннелл-Дуглас" сообщила о планах разработки новых модификаций самолета DС-10, которые будут отличаться удлиненными фюзеляжами и увеличенными взлетными массами: DC-10-61, -62 и -63. В 1981 г. исследовалось семейство новых вариантов DC-10 "Супер" с тремя двигателями тягой по 26-27 тc. В июле 1984 г. фирма приступила к проработке проекта MD-XXX, который представлял собой усовершенствованный вариант самолета DC-10-30, но с удлиненным на 6,7 м фюзеляжем и более мощными ТРДД. В сентябре самолет получил обозначение MD-11X (позднее- MD-11). Было рассмотрено целое семейство самолетов с взлетными массами 206-267 т и дальностью полета 7000-12000 км.В июле 1985 г. совет директоров фирмы одобрил программу самолета MD-11. Официально о начале программы было объявлено в декабре 1986 г., когда фирма уже имела 92 заказа от 12 авиакомпаний.

Самолет MD-11 имеет такую же схему, что и самолет DC-10, отличаясь увеличенными размерами, цифровой авионикой и наличием в горизонтальном оперении топливного бака для управления балансировкой в полете. К постройке опытного самолета фирма приступила в марте 1988 г. Первый полет опытный самолет выполнил 10 января 1990 г. (почти на восемь месяцев позже намеченного срока). В конце ноября 1990 г. самолет был сертифицирован FAA, и одновременно финская авиакомпания "Финнэр" получила первый самолет. Начальный период эксплуатации показал, что заявленная дальность полета не может быть достигнута из-за большего расхода топлива. В связи с этим был выполнен комплекс технических мероприятий по улучшению местной аэродинамики самолета и доводке двигателей, что позволило обеспечить расчетную дальность полета. Грузовой вариант MD-11 F может перевозить грузы массой до 91 т на расстояние 6700 км. В 1994-1995 гг. исследовались варианты MD-11LR с дальностью полета до 14800 км и MD-11 "Стрэч" с удлиненным на б м фюзеляжем. Исследовались также варианты с двумя ТРДД тягой по 32-34 тс.

На самолете установлены цифровой комплекс авионики EFIS с шестью дисплеями, автоматическая система самолетовождения (FMS), система предупреждения столкновении в полете (TCAS), система предупреждения о сдвиге ветра, средства спутниковой навигации.