美军战机的优先发展方向是向全球范围内快速投送力量，遂行地区性军事行动任务。这意味着，美军除了需要发展战斗机、运输机外，空中加油机也是不可或缺的。随着美国主要加油机KC-135逐渐老化，研制新型空中加油机势在必行。目前，美空军现有KC-135空中加油机416架，KC-10空中加油机59架。这些飞机的平均寿命已约45年，且多数加油机逐渐老化。为此，美空军授权波音公司为其研制新型空中加油机。
波音公司透露，其计划先用自己生产的商用飞机进行新一代KC-46空中加油机的飞行试验，以加快新型加油机的研制进程。
研制KC-46空中加油机目的是为更换老化的KC-135空中加油机。这一进程包括研究、制造、试验，并在2017年前生产出18架KC-46空中加油机，而在2027年前生产出美国空军订购的全部175架KC-46空中加油机。另外，波音公司还要制造4架试验型KC-46空中加油机，用于飞行试验，这4架不在美国空军订购的175架之内。根据15个月(2015年开始至 2016年结束)的飞行试验结果，飞机的配置可能会发生变化，但首批交付给美国空军的18架KC-46空中加油机应是最终配置。
按飞行试验计划，KC-46空中加油机每周将有5天进行飞行试验，必要时飞行强度将达到6～7天。这远远超过美空军的计划飞行试验强度——通常每周每架飞机飞行2～3次。同时，空军、国防部和联邦航空管理局认为，KC-46空中加油机以这样的强度进行15个月飞行试验计划有很大风险。
波音公司称，制造新一代KC-46空中加油机的基础机为波音767-2C飞机。新一代KC-46空中加油机在机载计算机系统控制下，可在白天和夜间的飞行中加油，可保障为美国空军、海军、海军陆战队以及盟国飞机实施空中加油。
KC-46空中加油机载油量为96.1吨，空中加油速率为每分钟4542升，该型所有飞机翼下都可装配油箱，可同时为2架飞机实施空中加油。
目前波音公司已开始为KC-46空中加油机组装第一套加油杆，组装完成后将在2013年第三季度进行实验室试验。
