B-707的成功让波音迅速发展，后续型号B-727也在1964年被开发出来，这个型号的飞机载客143人，而且机舱噪音更小，而竞争对手道格拉斯公司则推出了同款飞机DC-9。当时，人们都认为应该开发少于100座的短途客机。但是波音公司却背道而驰，开发了更大型、更为先进的波音737，因为这样能够降低成本，提高利润。20世纪60年代，波音还积极参与到防务和航天领域，随着冷战的展开，波音公司被选为发展洲际导弹的公司之一。1961年2月在佛罗里达州卡纳维拉尔角，民兵导弹首次试射成功。此后民兵2和民兵3型导弹也都陆续研发出来。1966年，波音公司又被选定设计、开发和测试短程攻击导弹（SRAM），70年代初1000 SRAM被波音生产出来。60年代，波音公司参与了NASA的阿波罗登月计划。波音参与了土星五号火箭的研制，后来还参与研发月球探测车。虽然波音成功地走向了太空领域，但是让波音最出名的还是波音的747飞机。1966年3月，波音的董事会正式启动了747项目。
4月，泛美航空公司签署了购买协议，正式订购25架747，总值5.2亿美元，1969年底交货。不久，其他国际航空公司纷纷效仿泛美航空，购进波音747。波音的高管们长舒了一口气，并且随后在西雅图兴建了一座占地43英亩的厂房，专门制造波音747，那里至今仍是世界上占地最广的单体建筑物。随着747计划的推进，日益深化的全球经济衰退却让飞机订单枯竭。技术障碍和营运成本预算偏差让波音最雄心勃勃的SST超音速飞机项目土崩瓦解，当时正投入使用的波音737，在应当产生收入时却因高额的费用进行工程改良。同时公司的财务出现了严重问题，迅速增长的外债超过了波音申报的全部净资产，资金链面临断裂的危险。此时波音的高管们才猛然意识到，747竟然是波音的财务救星--如果波音能坚持到747交付使用，公司可能将获得新的现金流。1968年9月30日的747揭幕式上，当美丽的新飞机从仓库中被拖出时，不仅整个传媒界轰动了，银行的疑虑也被打消了。他们决定借给波音足够的资金，来支持747的认证和生产。
直到1969年的2月9日，747最终完成了改进工作开始首飞。1969年12月30日飞行获得政府认证，至此所有的路障已清除，波音开始向世界交付747飞机。据计算，波音在747上的开发与生产成本超过10亿美元，超过公司本身净值。然而，已有26家航空公司下单订购了150架波音747，每架飞机价值2 500万美元（如今一架全新的747-400的价格是1.5亿美元）。其实，747计划对波音和泛美来说都是一场豪赌。波音为747计划灌进了7.5亿美元巨资，公司已经倾家荡产了，但波音747的航程比预计的短了7%，加上其他种种初期设计和质量问题，泛美威胁要在每架 747上扣押500万美元的付款，直到所有问题全部解决。经过艰苦的谈判，泛美最后同意将扣押金减到200万。在交付使用之后不久，许多航空公司就发觉波音747太大了，大到没有多少航线能够装满乘客。更糟的是1973年石油危机爆发，预期的乘客增长成为泡影，航空燃料价格更在数月间涨了10倍。
泛美航空公司手中的现金跟着一架又一架747交机、一班又一班747飞上天空而付诸东流，之后一蹶不振。波音也没有好受多少，747计划严重超支，初期的问题又使航空公司的大宗订单姗姗来迟。20世纪70年代初，美国经济被越南战争严重拖累，陷入一场经济衰退，波音曾经连续 18 个月没有卖出去一架飞机。1973年的石油危机对民航业和所有经济领域都是一个重大打击。波音眼看就要撑不下去了，仅在1971年初到1972年下半年之间，波音就一口气裁员60%以上。西雅图地区风声鹤唳，人人自危，更有好事者在通往西雅图的高速公路上竖起标志：“最后一个离开西雅图的人，请把电灯关掉”。但747低成本的优势让它活了下来。由于每个座位的营运成本降低了30%，优秀的利润率和航程能力打开了大众洲际航空旅行潮流的闸门，让洲际航空旅行达到了前所未有的高水平。1976年英法联合研制的超音速协和式飞机投入运营时，油价已升至每桶11.51美元。波音747可以载着4倍于协和的乘客人数，以协和一半的维修成本及燃油成本飞行。
因此当时747已售出超过1 000架时，协和式生产了16架就不得不停产。自1970年以来，波音已经交付了超过1 370架飞机，在全世界运送了35亿人次乘客，747也是全球货机机队的骨干机型，运输量占全世界所有空运货物的一半以上。与此同时，波音开始大规模的分散化，将业务从航空空间和军工向民用领域扩散。计算机培训、工程计算、集成制造系统、警察保密话音通信、沙漠作物灌溉系统、联邦政府房屋管理、城市轻轨、海水淡化、风力发电，什么都做。与此同时，波音还是努力推销飞机，参加NASA的“旅行者”（Mariner，也译为“漫游者”、“先驱者”）探空器计划。经过双管齐下的努力和20世纪70年代后期经济复苏的拉动，波音终于挺过了难关，迎来了八九十年代波音的黄金时期。同样，波音也和洛克希德·马丁公司一样，非常注意保持技术的领先优势。在波音，为了保证技术上的领先，设有“高级产品部”，而这个部门的目的就是研发。
值得一提的是，波音747的尺寸和载重量使它成为载运航天飞机的理想平台，NASA就是用747把降落在加利福尼亚的挑战者号航天飞机运回佛罗里达去的。747宽大的机身到今天依然是最大的卖点，发动机可以很容易地更换成更先进的型号，但在777、787已经尾随空客采用超临界翼型时，747的基本机翼设计实在是过时了，限制其基本性能的进一步提高，要用新技术更新的话则工作量太大。如果不出意料，在最后 25 架 UPS的747-400F货机交货之后，747将成为历史。巨无霸的波音747代表了美国的工业技术，代表了美国的生活方式，代表了美国傲视世界的霸气，简直就是美国在蓝天的象征。美国空军在1987年订购了两架747-200，用以替换在肯尼迪时代投入使用的波音707“空军一号”。1996年12月15日，世界航空制造业排行第一的美国波音公司宣布收购世界航空制造业排行第三的美国麦·道公司。按照1996年12月13日的收盘价，每一股麦·道公司的股票折合成0.65股波音公司的股票，波音公司完成这项收购共需出资133亿美元。
波音公司和麦·道公司合并之后，在资源、资金、研究与开发等方面都占有优势。此外，波音和麦·道都生产军用产品，能够在一定程度上把军品生产技术应用于民用产品的生产，加速民用产品的更新换代。波音公司和麦·道公司合并之后，新波音公司的资产总额达500亿美元，净负债为10亿美元，员工总数20万人。1997年，新波音公司的总收入达到480亿美元，成为目前世界上最大的民用和军用飞机制造企业。这起合并事件，使世界航空制造业由原来波音、麦·道和空中客车三家共同垄断的局面，变为波音和空中客车两家之间进行超级竞争。特别是对于空中客车来说，新的波音公司将对其构成极为严重的威胁。由于波音公司兼并麦·道公司事件对欧洲飞机制造业构成了极大的威胁，在政府和企业各界引起了强烈的反响。1997年1月，欧盟委员会开始对波音兼并麦·道案进行调查；5月，欧盟委员会正式发表不同意这起兼并的照会；7月16日，来自欧盟15个国家的专家强烈要求欧盟委员会对这项兼并予以否决。美国和欧洲各主要国家的政府首脑也纷纷卷入这场兼并和反兼并的冲突之中。一时间，美国与欧洲出口企业之间酝酿着引发贸易大战的危机。
最后，为了完成兼并，波音公司在7月22日不得不对欧盟作出让步，其代价是：1．波音公司同意放弃三家美国航空公司今后20年内只购买波音飞机的合同；2.接受麦·道军用项目开发出的技术许可证和专利可以出售给竞争者(空中客车)的原则；3.同意麦·道公司的民用部分成为波音公司的一个独立核算单位，分别公布财务报表。经15个欧盟国家外长磋商之后，7月24日，欧洲正式同意波音兼并麦·道；7月25日，代表麦·道75.8%的股份，持有2.1亿股的股东投票通过麦·道公司被波音公司兼并。1997年8月4日，新的波音公司开始正式运行。至此，世界航空制造业三足鼎立的局面不复存在，取而代之的是两霸相争的新格局。麦·道公司是波音公司和空中客车公司的竞争对手。在近些年的竞争中，麦·道公司的竞争实力不断下降，其占世界民用客机市场的份额已从原有的22%下降到兼并前的不足10%。
从民用产品来看，麦·道公司的300架MD-l1客机难以与400架波音747竞争；加之波音公司又投资50亿美元进行550架“加长型”747客机的开发，空中客车投资80～100亿美元开发550架A330型客机，迫使麦·道公司放弃了自己开发440架MD-11的计划，开始作为波音公司的“下承包商”，协助生产550架“加长型”747客机。从军工产品来看，尽管麦·道公司曾经是世界上最大的军用飞机制造商，生产著名的F-15、FA-18和“猎兔狗”战斗机，但在1994年，美国的洛克希德公司与马丁·玛丽埃塔公司合并，组成了洛克希德·马丁公司与麦·道公司展开了激烈的竞争。1996年，洛克希德·马丁又斥资91亿美元，兼并了另一家军工大企业--劳拉。
三家公司联合之后的年销售额达到300亿美元，是麦道公司年销售额的两倍，极大地削弱了麦道公司的竞争实力。1996年11月16日，五角大楼正式把设计2l世纪战斗机的任务交给了从来没有独立搞过战斗机的波音公司，明确地表示了麦·道公司必须归顺于波音公司的政府意愿。根据美国的有关法律，如此大规模的合并必须经过美国反垄断当局的批准。关于兼并的允许范围，法律中明确规定，如果两家公司合并以后市场份额的平方和大于1 800，公平交易部的反垄断处或联邦贸易委员会就有权立案调查。照此规定计算，波音所占的市场份额为60%，仅其一家的平方就是法律条文规定的两倍，麦·道所占的市场份额为l5%，两家市场份额平方和为3 825，是立案调查标准的两倍多，但最终还是获得了政府的批准。这次兼并也让波音和麦·道都获得了更大的利益。首先，波音掌握了更大的市场份额。
联姻前，波音的军事订单相当于麦·道的一半，是波音20％的收入来源。波音兼并麦·道后，不仅使波音民用客机的市场份额一下子成了空中客车的两倍多，再次拉开了空中客车追赶25 年、刚刚缩短了的距离；而且，波音再次军民合一，军用产品年销售额超过150 亿美元，成为世界上最大的军用飞机公司。如今，波音和洛克希德·马丁任何一家公司的军品销售额，都是欧洲最大军工企业的两倍以上。其次，波音兼并麦·道之后，法律上的“麦·道”不复存在了，但有实力的“麦·道”并未失去机会。1996 年11 月16 日，美国国防部正式宣布由波音或者洛克希德·马丁研制“联合歼击机”。然而，人们不会忘记， 在过去50 年里，波音只有设计制造轰炸机的历史，但没有一架成功的战斗机的设计。而过去50 年里，麦·道有着设计和制造战斗机的悠久历史，其收入的70％来自军用飞机制造。显然，尽管波音拿到了“联合歼击机”项目，但还得靠被兼并的麦·道去完成。
