В августе 2007 года и январе 2008 года Boeing дважды откладывала первый испытательный полет Dreamliner из-за проблем с поставщиками узлов и деталей. В итоге опытный образец поднялся в воздух только 15 декабря 2009 года. При этом изначально планировалось, что первые лайнеры заказчики должны были получить зимой 2009-го — весной 2010 года.
В июне 2010 года специалисты Boeing обнаружили, что на готовых самолетах в хвостовой части установлены дефектные горизонтальные стабилизаторы. Это потребовало проведения тщательной технической проверки тестовых лайнеров.
Во время одного из испытательных полетов 2 августа у Dreamliner произошел отказ двигателя Rolls-Royce Trent 1000 Package А. Расследование этого инцидента затянулось. В конце августа был закрыт на ремонт полигон Rolls-Royce Group, где проходили испытания, и Boeing в очередной раз отложила начало поставок самолета заказчикам.
Проблемы с двигателем повторились во время испытаний в сентябре. Непосредственно перед взлетом с испытательного аэродрома в американском Розуэлле в двигателе Rolls-Royce произошло резкое наращивание оборотов — самолет пришлось останавливать на взлетной полосе.
В октябре в воздухе на единственном опытном экземпляре, оснащенном двигателем GEnx-1B производства General Electric, произошла утечка хладагента, охлаждающего электронику самолета. Полет пришлось прервать.