В июне 1952 года фирма Douglas образовала специальную группу для разработки своего первого реактивного пассажирского самолета, который должен был конкурировать на рынке с самолетами Boeing 707. Официально о начале разработки самолета DC-8 с четырьмя турбореактивными двигателями фирма объявила в июне 1955 года, а первый полет опытный самолет DC-8 совершил в мае 1958 года. В сентябре 1959 года началась коммерческая эксплуатация авиалайнеров.

Если Boeing фактически выпускала три разных самолета (базовый Model 707-120, дальний Model 707-320 и укороченный Model 720), то варианты DC-8 строились на основе единого базового планера, который с минимальными доработками мог быть приспособлен для решения разного рода задач. Крыло было стреловидным, с четырьмя двигателями в гондолах, и имело заметное сужение как в хорде, так и в толщине, обеспечивая при этом размещение основных стоек шасси с широкой колеей. Но крыло DC-8 имело меньшую стреловидность, чем крыло Boeing 707. На крыле не было убираемых предкрылков, но на передней кромке центральной секции консолей имелись фиксированные предкрылки, которые закрывались щитками на режиме крейсерского полета.

Несколько необычным было управление по крену. Вместо использования отдельных элеронов для управления на высоких скоростях, были установлены двухсекционные элероны. Внутренняя секция приводилась непосредственно от гидросистемы самолета и была механически связана с внешней секцией торсионом. На высокой скорости аэродинамические нагрузки превышали крутящий момент в торсионе, не позволяя отклоняться внешней секции и снижая нагрузку на крыло. Примечательной особенностью крыла было отсутствие каких-либо аэродинамических гребней и турбулизаторов.

Первоначально выпускались самолеты DC-8-10 с ТРД Pratt & Whitney JT3C-6 тягой по 6130кгс. С этими двигателями не удалось обеспечить полеты по маршрутам через Атлантику, и поэтому данная модификация применялась только на внутренних авиалиниях США. В конце ноября 1958 года появился вариант DC-8-20 с двигателями P&W JT4A-9 тягой по 7630кгс. Этот самолет имел дальность полета 7500км и уже мог выполнять полеты из США в Европу. В феврале 1960 года началась эксплуатация сразу двух модификаций: DC-8-30 с ТРД P&W JT4A-11 тягой по 7945кгс и DC-8-40 с английскими ТРД Rolls-Royce Conway RCo.12 с такой же тягой. Эти самолеты могли совершать полеты на расстояние 8700-9700км.

С целью повышения экономичности самолетов DC-8 фирма Douglas решила применить на них двухконтурные турбореактивные двигатели. Первым самолетом с такими двигателями стал DC-8-51, совершивший первый полет в декабре 1960 года. На нем стояли двигатели P&W JT3D-3 тягой по 8170кгс. В результате дальность полета возросла на 10-15% по сравнению с вариантом DC-8-40. Самолет DC-8-50 стал базовым для последующих модификаций самолета. Кроме пассажирских самолетов выпускались грузовые варианты, которые могли перевозить грузы массой 34-41т. На самолетах был установлен обычный комплекс авионики с электромеханическими средствами индикации данных.

В марте 1966 года совершил первый полет удлиненный вариант самолета DC-8-50, получивший обозначение DC-8-61. Эта модификация специально разрабатывалась для эксплуатации на наиболее загруженных внутренних авиалиниях США. Для того, чтобы увеличить количество мест, фюзеляж был удлинен за счет дополнительных секций перед и за крылом при сохранении крыла и силовой установки от базовой модификации. Были усилены отдельные элементы конструкции и установлены более эффективные закрылки. В семидесятых годах часть пассажирских самолетов DC-8-61 была переоборудована в грузовые варианты с максимальной взлетной массой почти 149т и коммерческой нагрузкой 39т.

Для использования на линиях большой протяженности на базе DC-8-50 был разработан вариант DC-8-62. Фирма предприняла ряд мероприятий по улучшению аэродинамики самолета. Был увеличен размах крыла за счет дополнительных концевых секций консолей, улучшены аэродинамические формы пилонов двигателей и их гондол. Первый полет самолет DC-8-62 совершил в августе 1966 года. На его базе были разработаны грузовой вариант DC-8-62AF с большой боковой дверью и полезной нагрузкой до 42т и грузопассажирский вариант DC-8-62CF.

Самолет DC-8-63 представляет собой комбинацию фюзеляжа самолета DC-8-61 с крылом и силовой установкой от самолета DC-8-62. Первый полет самолет совершил в апреле 1967 года. Кроме пассажирского варианта, выпускались грузовая и грузо-пассажирская модификации самолета с коммерческой нагрузкой до 52т. Небольшое количество самолетов DC-8 было передано вооруженным силам ряда стран, где они использовались в качестве транспортных и для подготовки штурманов и операторов электронных разведывательных систем. В ВМС США один самолет под обозначением ЕС-24А применялся для имитации самолета радиоэлектронной разведки противника.

Фирма Douglas в 1967 году объединилась с фирмой McDonnell, образовав компанию McDonnell-Douglas. Производство самолета DC-8 завершилось в 1972 году после выпуска 556 лайнеров всех модификаций. В середине семидесятых годов фирма McDonnell Douglas предложила использовать на самолетах типа DC-8 более экономичные турбовентиляторные двигатели CFM56, разработанные франко-американским консорциумом CFM International. Программа переоснащения самолетов на новые двигатели была закончена в 1986 году. Были доработаны практически все оставшиеся в эксплуатации самолеты серии DC-8-60, которые с новыми двигателями получили обозначения соответственно DC-8-71, DC-8-72 и DC-8-73.

На базе авиалайнера DC-8 французская компания Thomson-CSF построила самолет радиотехнической разведки и радиоэлектронной борьбы DC-8 Sarigue. На самолете установлен комплекс радиотехнической аппаратуры SARIGUE, позволяющей работать совместно с разведывательными спутниками типа Helios. Благодаря высокой точности измерения параметров, идентификации и быстроте определения местоположения разведываемых РЛС в автоматическом режиме, комплекс обеспечивает эффективное решение задач оперативной и тактической разведки. Первый полет самолета состоялся в 1976 году.

В 2001 году на базе DC-8-72 был построен второй самолет Sarigue с новым оборудованием. Благодаря использованию двухконтурных турбореактивных двигателей CFM 56-2 дальность полета возросла до 11000км. На борту самолета оборудовано до 16 постов радиотехнической разведки, которые обслуживают 20 специалистов. Экипаж самолета состоит из шести человек.