Na začátku osmdesátých let plánovala společnost McDonnell-Douglas vylepšenou verzi třímotorového widebody letadla DC-10, která byla pracovně označena DC-10-60. Díky prodloužení trupu o 12 metrů oproti základní verzi DC-10-10 měla nabídnout kapacitu až pro 400 cestujících; vylepšená křídla a silnější motory pak měly zlepšit efektivitu provozu. V roce 1981 již dokonce McDonnell-Douglas testoval nové winglety na jednom DC-10 firmy Continental. Nakonec se však kvůli relativně vysokému počtu nehod letadel DC-10 rozhodl opustit myšlenku daší verze tohoto stroje a vyvinout nový typ letadla, resp. stroje s jiným názvem.
V roce 1984 tak společnost zveřejnila plány na vývoj nového, třímotorového typu s označením MD-11. První verze, označovaná MD-11X-10, měla stejnou délku jako DC-10, ale byla navržena v provedení se silnějšími motory a vyšší celkovou hmotností. V červenci 1985 pak byla představena další verze, jež se následně stala standardní verzí pro cestující. Měla zhruba o 30% delší dolet než DC-10, dokázala pojmout více pasažérů a snížit tak náklady na sedadlo, což vyvolalo zájem leteckých společností.
V prosinci 1986 byl po 92 objednávkách od 12 aerolinií a leasingových společností oficiálně spuštěn vývoj letadla MD-11. Oproti DC-10 byla zlepšena aerodynamika díky nově použitým wingletům a redesignu křídel. Tři motory zajišťují dolet přes 12.000 km, přičemž na výběr měly letecké společnosti tři druhy motorů: GE CF6-80C2, Pratt & Whitney 4460 a Pratt & Whitney 4462. Vylepšen byl i kokpit a palubní deska letadla.
Letadlo MD-11 bylo vyráběno ve čtyřech variantách - osobní, nákladní, konvertibilní a kombinovaná. Všechny tyto typy byly vyráběny i ve variantě s prodlouženým doletem (ER). Osobní letadlo MD-11 dokáže pojmout až 410 pasažerů (285 v provedení se třemi třídami). Pod hlavní palubou nabízelo MD-11 více místa pro náklad než kterékoli jiné osobní letadlo té doby, což pomohlo zlepšit ekonomický provoz letadla. První let MD-11 se uskutečnil v lednu 1990, prvnímu zákazníku - finské společnosti Finnair - bylo letadlo dodáno v prosinci téhož roku.
Při výrobě nákladní verze byly využity značné zkušenosti z výroby předchozích nákladních modelů DC-8, DC-10 a KC-10. Vedle lepší aerodynamiky, modernějšího kokpitu a výkonnějších motorů nabízí MD-11F vyšší maximální vzletovou hmotnost, což dovoluje přepravu většího množství nákladu. Přeměnitelná verze umožnila operátorům vysokou flexibilitu na dlouhých tratích. Jako jediné letadlo ve své třídě nabídla MD-11CF schopnost operovat jako výhradně osobní či výhradně nákladní letadlo. Přestavba z osobní na nákladní konfiguraci trvá dva dny, opačným směrem to trvá o den déle. Poslední - kombinovaná verze - byla nabízena v mnoha konfiguracích a v různých poměrech osobní a nákladní kapacity. MD-11 Combi mohla být dokonce provozována jako čistě osobní varianta.
V devadesátých letech byl firmou McDonnell-Douglas nabízen model MD-12, jenž byl původně zamýšlen jako prodloužená verze MD-11. Tento návrh se později rozrostl do modelu se čtyřmi motory a dvěma podlažími, čímž byl podobný dnes vyvíjenému Airbusu A380. Letecké společnosti, navzdory intenzivní reklamní kampani, o nabízené letadlo neprojevily zájem, a myšlenka letadla MD-12 tak byla po fúzi společností Mc Donnel Douglas a Boeing v tichosti zapomenuta.
Fúze se společností Boeing znamenala nejen konec navrhovaného modelu MD-12, ale také MD-11. Krátce po sloučení uvažovala firma Boeing o pokračování výroby, zejména pak nákladní varianty. O rok později však bylo oznámeno ukončení produkce, a to z důvodu nízkého prodeje. Byly provedeny i studie možnosti "odebrání" třetího motoru, ale žádná z nich nevedla k realizaci. Poslední MD-11 byla dodána v únoru 2001 společnosti Lufthansa Cargo. Společnost McDonnell Douglas počítala při vývoji s prodejem více než 300 strojů MD-11, skutečný výsledek byl však zhruba o sto kusů nižší.