波音307客机也是在机组人员中第一次加入了飞行技师的陆基飞机。在空中遇到恶劣天气情况时，飞机可以爬升到当时的飞行工具无法到达的2万英尺高度暂避风险。
这种飞机的飞行高度极限超过30000英尺，由TWA（环球航空公司）的飞行员“汤米”汤姆林森创造。在他的推荐之下，波音制造了一种巡航高度14000英尺的客运飞机。
波音307于1938年，12月31日首飞，TWA于1940年7月8日将其投入到横穿美国的航线中，比DC3飞机的飞行时间缩短2个小时到13小时40分。
3架飞机（编号S-307）用于泛美航空公司；5架（编号SA-307B)用于环球航空公司；第9架（编号SB-307B)服务于霍华得。休斯。一架波音307（NX 19901)于1939年3月18日的测试飞行中坠毁。在1937年订购的时候每架飞机售价315，000美元。
在二战中，平流层客机被征用（C-75s），主要使用在南美航线和跨大西洋航线上。1951年，TWA将原来的四部900马力（671kw）的怀特GR1820星型活塞发动机更换成怀特1200马力发动机。机翼更换成B17G的机翼。之后卖给了法国的Aigle Azur用于印度支那航线。在越南战争中被缴获，并被一些诸如老挝航空的航空公司使用至20世纪70年代。
目前幸存的一架飞机保存于国家航空航天博物馆史密森学会。在经过波音退休志愿者6年的修复之后，在2001年6月23日离开了机库。不幸的是，这架飞机差点损失掉了，在测试飞行中，由于燃油用完而迫降在西雅图市区西部的Elliot海岸。很幸运，飞机的损伤不是很严重并被再次修复了。现在这架飞机在位于华盛顿国际机场的Steven F. Udvar-Hazy 中心进行飞行表演。
2003年8月5日，世界上仅存的一架波音S-307高空客机完成最后一次航运，平稳降落在美国弗吉尼亚的杜勒斯国际机场。随后，它将被运往史密森航空航天博物馆成为那里一件新的展品。
