Nach dem großen Erfolg der B707 entschied sich Boeing zum Bau eines Kurz- und Mittelstreckenjets. Für das Projekt benutzte Boeing viele Teile der B707, wie z.B. die obere Hälfte des Rumpfes und die Nase. Launching Customer der B727 war United Airlines, aber auch Eastern zeigte sehr frühzeitig reges Interesse am neuen Flugzeug. Mit vier Testflugzeugen konnte Boeing die FAA Zulassung in nur einem Jahr erreichen und die erste Maschine im Februar 1964 ausliefern.

Das Kurzstreckenflugzeug B727 konnte sehr ökonomisch fliegen, ein Grund für Boeings sehr optimistischen Verkaufsprognosen. Leider konnte die -100 Version nicht diesen Erwartungen entsprechen. Als nachteilig erwieß sich die geringe Sitzplatzkapazität von maximal 133. Das Resultat war die um 6,10 Meter gestreckte B727-200, die ansonsten mit der -100 identisch war (gleiche Triebwerke, Flügel und Treibstoffkapazität). Der Launching Customer Northeast Airlines konnte die B727-200 am 14.12.1967 erstmals einsetzen. Die -200 kann zwar bis zu 189 Passagiere transportieren, verfügt allerdings über eine geringere Reichweite als die -100.

Diesen Nachteil glich Boeing 1970 mit der B727-200 adv. (advanced: weiterentwickelt) aus: Die neue Version wird von den neuen P&W JT8D-15 angetrieben und kann mit einer größeren Tankkapazität eine höhere Reichweite erzielen.

1981 stellte Boeing auch eine Frachtversion, die B727-200F vor.
Eigendlich hatte Boeing bereits Pläne für eine -300. Aber wegen vielversprechender Ansätze des B757-Projekts wurde sie nie realisiert.