Terdapat tiga variasi Boeing 787 dan ketiga-tiga pembinaannya dilancarkanpada tahun 2004. 787-8 akan memasuki operasi pada tahun 2008. 787-3 pula akan memulakan perkhidmatan pada tahun 2010. Terakhir ialah Boeing 787-9 yang akan beroperasi juga pada tahun 2010.

787-3

Pesawat ini akan memuatkan 223 tempat duduk penumpang untuk konfigurasi tiga kelas, atau 296 tempat duduk penumpang untuk konfigurasi dua kelas. 787-3 direka bertujuan untuk mempunyai kepadatan penumpang yang tinggi dan berjulat pendek iaitu antara 4,650 ke 5,650 km (2,500 hingga 3,050 batu nautika). Direka untuk menyaingi Airbus A300 dan menggantikan Boeing 757-300, Boeing 767-200 dan Boeing 767-300, ia dijangka akan memasuki perkhidmatan pada tahun 2010. Had julat model ini disebabkan oleh berat lepas naiknya yang rendah (163,290 kg atau 360,000 lb) dan bukan kapasiti bahan bakarnya. Buat masa ini, 787-3 mempunyai kapasiti bahan bakar yang sama dengan 787-8. Julat selalunya bergantung kepada berat bahan bakar sesuatu pesawat itu. Disebabkan 787-3 mempunyai Berat Lepas Naik yang rendah, maka, untuk penerbangan 787-3 yang mempunyai muatan yang penuh (penumpang dan kargo), berat bahan bakar terpaksa dikurangkan dan ini membataskan julat 787-3. Namun begitu, ini satu kelebihan untuk penerbangan berkepadatan tinggi berjulat pendek terutamanya untuk penerbangan-penerbangan melintasi lautan seperti Tokyo ke Shanghai atau Osaka ke Seoul. Kebanyakan lapangan terbang menetapkan bayaran pendaratan melalui berat pesawat itu. Oleh itu, pesawat yang mempunyai berat lepas naik yang rendah akan dikenakan bayaran yang rendah.

Bentuk sayap 787-3akan berbeza dengan variasi-variasi lain. Ia akan menggunakan sayap lawi daripada hujung sayap bercakar.Ini akan mengurangkan rentang sayap dan juga berat pesawat. Sayapnya akan sama dengan varis lain kecuali aileron terhujungnyayang mempunyai panjang 13 kaki.[12] Oleh kerana beratnya dikurangkan, sayap lawi bisa memberikan tahap efisien yang lebih baik untuk penerbangan jarak dekat daripada rekaan hujung sayap bercakar. Malahan, 787-3 yang mempunyai berat lepas naik yang rendah tidak memerlukan daya angkat yang tinggi berbanding dengan siri 800. Ini kerana daya angkat yang berlebihan akan merendahkan tahap efisien sesuatu pesawat. Rentang sayap 26 kaki membolehkan 787-3 menggunakan parkir pesawat bersaiz sederhana.

Tiga puluh tahun dahulu, adalah suatu kebiasaan untuk terbang dari New York ke London dengan menggunakan Boeing 747. Setiap hari, terdapat empat ke lima penerbangan dalam laluan ini. Pembatalan kawal setia oleh kerajaan membolehkan lebih penerbangan memasuki sektor ini. Akhirnya, terjadilah kapasiti lebihan dan menyebakan syarikat penerbangan menukar ke pesawat yang lebih kecil. Kini terdapat 47 penerbangan sehari untuk laluan ini dan syarikat penerbangan menggunakan Boeing 737 atau Airbus A320. Sesetengahnya pula mengubahsuai Boeing 757 dan Boeing 767. Saingan ini menyebabkan kesesakan dan meningkatkan pencemaran udara. Fenomena yang sama turut terjadi di Asia, Eropah dan Amerika Selatan. Pertumbuhan persetujuan ruang udara bebas menyebabkan pertumbuhan penerbangan-penerbangan baru terutamanya di negara-negara seperti Brazil, India, China dan diseluruh Eropah. Kemunculan syarikat-syarikat baru ini memberi tekanan dalam kapasiti penerbangan di laluan-laluan utama dan menggalakkan penggunaan pesawat-pesawat kecil di antara bandar-bandar besar. Boeing yakin bahawa pertumbuhan ini terlalu pantas dan laluan antara bandar-bandar besar berdekatan di masa hadapan akan distabilkan oleh Boeing 787-3. Malahan, untuk syarikat-syarikat penerbangan tradisional, Boeing 787-3 membolehkan mereka bersaing dengan syarikat penerbangan tambang rendah kerana kapasitinya dua kali ganda daripada pesawat yang sekelas dan kos operasinya kurang daripada setengah.

787-8

Dianggap sebagai "model asas" Boeing 787, variasi ini serupa dengan 787-3 tetapi mempunyai sayap yang lebih panjang dengan hujung sayap bercakar bertujuan meningkatkan tahap efisien untuk penerbangan jarak jauh.[12] Pesawat ini berjulat antara 14,200 ke 15,200 km atau 7,650 ke 8,200 batu nautika. Kapasiti Boeing 787-8 ialah 223 penumpang untuk konfigurasi tiga kelas. Model ini adalah model pertama memasuki perkhidmatan iaitu pada tahun 2008. Boeing menjangkakan ia akan menggantikan Boeing 767.

787-9

Boeing 787-9 adalah variasi yang "diregangkan". Berkapasiti 263 penumpang, ia mampu terbang sejauh 14,800 hingga 15,750 km atau 8,000 hingga 8,500 batu nautika dan dijangka mula beroperasi pada tahun 2010.[13] Model ini direka untuk bersaing dengan Airbus A330-200 dan Airbus A340-200 dan menggantikan Boeing 767-400ER. Pesawat ini mirip dengan model 787-8 kecuali ia mempunyai struktur yang lebih kukuh, fiuslajnya dipanjangkan dan kapasiti bahan bakarnya lebih tinggi. Pada mulanya, jenis ini mempunyai kapasiti bahan bakar yang sama dengan variasi-variasi lain, tetapi atas permintaan syarikat-syarikat penerbangan, rekaannya diubah supaya kapasiti bahan bakar ditingkatkan. Boeing 787-9 berjulat lebih tinggi daripada 787-3 dan -8 dan juga mempunyai berat lepas naik yang lebih tinggi. Laluan antara New York ke Manila tanpa henti bisa dioperasikan menggunakan pesawat ini dan juga kos seorang penumpang untuk satu batu penerbangan adalah terendah berbanding variasi-variasi lain.