Projekt Projekt MD-11 rozpoczął się oficjalnie 30 grudnia 1986 roku i od razu wzbudził duże zainteresowanie linii lotniczych. W momencie rozpoczęcia całego programu wytwórnia dysponowała już 52 zamówieniami z opcją na kolejne 40. McDonnell Douglas planował rozpoczęcie dostaw w 1989 roku i liczył na sprzedaż co najmniej 300 maszyn. Początkowo planowano budowę dwóch wersji, z krótszym kadłubem oznaczoną jako MD-11X-10 i dłuższym oznaczoną jako MD-11X-20. Ostatecznie wycofano się z projektu samolotu o krótszym kadłubie. Konstrukcję nowego samolotu oparto na wersji DC-10-30. Wydłużono kadłub wstawiając dwie nowe sekcję przed skrzydłami o długości 2,54 m i za skrzydłami o długości 3,13 m. Zmniejszono powierzchnię statecznika poziomego do 85,5 m² oraz umieszczono w nim dodatkowy zbiornik paliwa. Pomimo tego, że wersja podstawowa była większa od swojego protoplasty DC-10-30 to dzięki znaczącemu użyciu materiałów kompozytowych w budowie samolotu, MD-11 był tylko nieznacznie cięższy od DC-10. Samolot otrzymał nowe skrzydła z wingletami o lepszej aerodynamice, większej rozpiętości i większym współczynniku siły nośnej. Zastosowanie cyfrowych układów pokładowych i kabiny pilotów w układzie glass cockpit pozwoliło zmniejszyć liczbę członków załogi do dwóch pilotów eliminując stanowisko mechanika pokładowego.