787-10梦想飞机是787家族中最新、最长的成员，机身较787-9加长5.5米，由南卡工厂独家生产。波音公司于2013年巴黎航空展宣为面对空客A350的挑战，以及满足航空公司的要求获取利润，宣布研发“787-10”型号。该型号是“787-8”的加长版本，载客量可达300至330人，航程为12984公里。

美东时间2018年2月17日，梦想飞机家族中第三种也是最大的型号787-10在波音南卡工厂下线，美国总统特朗普和数千名波音员工共同见证。

2017年3月31日，波音787-10飞机在波音位于美国南卡罗来纳州北查尔斯顿的工厂完成了历时4小时58分的首飞。

美东时间2018年3月25日，首架波音787-10客机交付新加坡航空公司。

2019年，LNA预测波音将开发787-10ER（扩展航程）版本。在成为波音民用飞机公司首席执行官后的首次采访中，斯坦·迪尔告诉《西雅图时报》，正在开发波音787-10的高总重（HGW）版本。

报道中透露，波音公司目前正在设计最大型梦想客机787-10的新“高总重”版本，以提高其有效载荷和航程，使其与空中客车A350-900相比更具竞争力。