Самолет Boeing Model 299, опытный экземпляр военного бомбардировщика B-17, был разработан параллельно с гражданским вариантом этого же самолета, который получил обозначение Boeing Model 300. У обоих самолетов было одинаковое крыло, хвостовое оперение и силовая установка, но для гражданского варианта спроектировали более просторный фюзеляж овального сечения. Однако при дальнейших разработках было решено сделать фюзеляж круглого поперечного сечения, выдерживающий избыточное давление, что позволило бы самолету, окончательно обозначенному Model 307, совершать полеты с пассажирами на высоте 6100м, то есть выше большинства турбулентных воздушных потоков. Эта способность работать на больших для того времени высотах привела к тому, что самолет получил имя Stratoliner.

Первый Stratoliner поднялась в воздух в декабре 1938 года. К сожалению, он вскоре был потерян в катастрофе. После выключения одного двигателя самолет свалился в штопор, а при попытке выйти из него крыло из-за больших перегрузок разрушилось в воздухе. Тем не менее самолет был запущен в серийное производство, став первым в мире коммерческим авиалайнером с герметичной кабиной. Для предотвращения сваливания в штопор серийные машины доработали: поставили увеличенный киль с мощным форкилем, доработали элероны, установили предкрылки на консолях крыла.

Было построено еще девять машин Model 307, три из которых были отправлены в Pan American, пять ушло в авиакомпанию TWA, а один самолет был оборудован VIP-салоном специально для Говарда Хьюза. Именно из этого самолета был потом сделан прогулочный катер "Cosmic Muffin", который катал туристов по Мексиканскому заливу во Флориде.

Репутация самолета сильно пострадала после того, как один из лайнеров компании TWA на высоте 6000м попал в сильную грозу и все четыре двигателя остановились из-за обморожения карбюраторов. В результате самолет совершил вынужденную посадку на горном плато. Недостаток устранили, но пилоты возмущались, что Stratoliner может подняться ровно настолько, чтобы угодить в самую мерзкую погоду. Заказов на самолет больше не поступало.

В 1942 году самолеты Stratoliner авиакомпании TWA были реквизированы ВВС США и получили обозначение C-75. Оборудование салона сняли, демонтировали систему герметизации. В таком виде самолеты использовались для перевозки высших гражданских и военных чинов на трансатлантических рейсах.

В 1944 году самолеты подверглись глубокой модернизации. На них установили крыло и стабилизаторы от B-17G, двигатели Wright GR-1829-G666 мощностью 1200л.с. После окончания войны самолеты были возвращены компании TWA.