W ramach oszczędności wybudowano jeden prototyp, który miał posłużyć do testów zarówno wersji cywilnej, jak również wojskowej. Budowę nowej maszyny rozpoczęto w październiku 1952 roku a już dwa lata później, 15 maja 1954 roku gotowy prototyp, znany nieoficjalnie jako Dash 80, wytoczono po raz pierwszy z hangaru montażowego (roll-out). Maszyna otrzymała dwie nazwy oficjalne: Stratoliner dla wersji cywilnej i Stratotanker dla wersji wojskowej. Do swojego dziewiczego lotu wzbiła się 15 lipca 1954 roku.
Konkurs Pomimo tego iż US Air Force nie było zaangażowane w prace projektowe Boeinga, to jednak z uwagą przyglądały się nowej konstrukcji. O zainteresowanie zadbała również sama firma, która w marcu 1954 roku ogłosiła, iż nowa maszyna będzie idealnie nadawała się do roli tankowca i samolotu transportowego, spełniając wymagania względem prędkości i wysokości lotu stawiane przez SAC. Produktem Boeinga interesował się również TAC, oczekując samolotu z trzema punktami do tankowania z przewodami elastycznymi, jednak to wymagania strategicznych bombowców były priorytetem, a tym samym zastosowanie sztywnego przewodu. W listopadzie 1953 roku generał Curtis LeMay, głównodowodzący SAC, ogłosił, że w kolejnym roku finansowym SAC zakupi 200 latających cystern.