В 1993 году фирма Boeing начала разработку нового семейства самолетов Model 737, получившего условное обозначение Boeing 737NG (Next Generation). Планировалось, взяв за основу конструкцию самолета 737-300, значительно улучшить летно-технические и экономические характеристики с целью продления срока эксплуатации самолетов Boeing 737, а также обеспечения конкурентоспособности с однотипными самолетами консорциума Airbus. Крупнейшими изменениями стали новое крыло, новая авионика, усовершенствованные двигатели. На концах крыла могут устанавливаться вертикальные "винглеты" существенно сокращающие расход топлива и улучшающие взлётно-посадочные характеристики. На самолетах используется цифровой комплекс авионики EFIS американской фирмы Honeywell с шестью плоскими жидкокристаллическими дисплеями. Архитектура комплекса такая же, как на самолете Boeing 777. Имеется возможность установки коллиматорного индикатора HUD на лобовом остеклении.

Семейство Next Generation - это полностью новые самолеты, которые за исключением конструкции фюзеляжа, имеют мало общего с моделями Classic. Комплекс изменений позволил увеличить дальность полета на 1700км, что позволяет самолёту выполнять трансконтинентальные рейсы.

Первым самолетом в серии 737NG стал лайнер 737-700, выполнивший первый полет в феврале 1997 года. По числу мест он соответствует варианту 737-300. Для замены варианта 737-400 был разработан самолет 737-800, выполнивший первый полет в июле 1997 года. Самый маленький в новой серии вариант 737-600, который по размерам соответствует самолету 737-500, вышел на испытания в январе 1998 года. Но эта модель спросом не пользуется, было построено всего 69 машин.

В августе 2000 года поднялся в воздух самый длинный вариант 737-900. Но количество входных дверей осталось прежним и поэтому количество пассажирских мест ограничено до 189. Максимальная взлетная масса также не увеличилась, и этот вариант при большей нагрузке имеет уменьшенную дальность полета. Модификация 737-900ER (Extended Range) получила две дополнительные двери, до 215 пассажиров и увеличенный запас топлива. Вариант 737-700ER обеспечивает дальность полета до 10200км.

На основе пассажирского самолета 737-700 осенью 1996 года фирма Boeing предложила административный вариант BBJ для перевозки 30-60 пассажиров на расстояние до 11000км. Для замены транспортных самолетов C-9, стоящих на вооружении Авиации ВМС США, на базе лайнера 737-700 был создан многоцелевой транспортный самолет C-40A Clipper. Первый самолет поступил на вооружение ВМС США в начале 2001 года.

По заказу Королевских ВВС Австралии на базе Boeing 737-700 был разработан cамолет раннего предупреждения и контроля Boeing 737AEW. Первый полет самолета состоялся в мае 2004 года. Основная РЛС представляет собой многоцелевую электронную сканирующую область, и способна одновременно сопровождать воздушные и морские цели и наводить на них истребители. В фюзеляже оборудовано 10 рабочих мест операторов, каждый из которых может работать со своей группой целей. В середине 2004 года самолет проходил шестимесячную программу сертификационных испытаний. ВВС Австралии получат шесть таких самолетов. Еще четыре поступят в ВВС Турции.

Следующим поколеним семейства 737 стал Boeing 737 MAX. Основным изменением стало использование более мощных и крупных двигателей CFM International LEAP-1B. Из-за увеличенного диаметра двигателя для обеспечения необходимого клиренса между гондолами двигателей и землей высоту передней стойки увеличили. Сам двигатель вынесен вперед и устанавливается несколько выше на крыле. Это позволило уменьшить лобовое сопротивление пилонов, а воздухозаборники утратили характерную приплюснутую форму.

Еще одним заметным отличием стали новые винглеты "split tip". Более экономичный двигатель и улучшенная аэродинамика обеспечивают меньший расход топлива даже по сравнению с Airbus A320neo. Для сохранения преемственности с предыдущими вариантами, Boeing не планирует вносить существенных изменений в кабину самолета.

Первый полет самолета Boeing 737 MAX состоялся в январе 2016 года. Планируется выпуск трех версий: MAX 7 для замены 737-700, MAX 8 для замены 737-800 и MAX 9 вместо 737-900. Компания уже получила заказ на 2500 самолетов MAX.

В октябре 2018 года и в марте 2019 года произошло две катастрофы самолетов Boeing 737 MAX. Расследование показало, что в обоих случаях причиной катастрофы стала нештатная работа системы MCAS. Эта система была предназначена для компенсации кабрирующего момента при увеличении тяги мощных двигателей, установленных под крылом. Система переводила стабилизатор на пикирование при увеличении угла атаки выше допустимых на некоторых режимах полета. При этом пилоты не были проинформированы о новой системе и не знали как действовать при ее неполадках. Отказ датчика угла атаки привел к прекладке стабилзатора на пикирование, которое пилоты не смогли компенсировать.

В результате все полеты самолетов 737 MAX были запрещены и возобновлены только в начале 2021 года.