1980年代後半頃より老朽化や騒音規制の強化により引退する機材が増えてきたものの、持ち前の堅牢性から幾度かの近代化改修を受け今なお世界中で活躍しており、他にもアメリカ空軍を始めとする世界中の空軍・政府で軍用型が使用されている。これら軍用型にはエンジンを高バイパス比、低騒音型のCFM56に換装したアップデート版も含まれる。
なお、大手航空会社においては、より大型のマクドネル・ダグラスDC-10型機やロッキード L1011トライスターの他、座席数は同等ながら、双発で燃料消費が少ない上に、長距離路線への就航が可能なボーイング767型機やエアバスA310型機などがその代替となった。
-120カンタス航空のボーイング707-138型（ジョン・トラボルタ所有機）
最初に作られた707が、プラット・アンド・ホイットニー(P&W)のターボジェットエンジン「JT3C」型を搭載した-120である。しかし、燃費が悪く航続距離が短かったため、大西洋横断飛行を行う場合はアイルランドのシャノンやカナダのガンダー、グースベイなどに給油のため着陸せねばならず、せっかくのスピードを存分に生かすことができなかった。また、垂直尾翼の構造に問題があり、ダッチロール（尻を振るような横揺れ現象）傾向も指摘されたが、その後改良され、その知識は後の-320の設計時でも活かされた。
変種として、当時から長距離路線を多く運航していたオーストラリアのカンタス航空の要望により、航続距離延長を目的に胴体を短縮したタイプ「-138」がある。後にエンジンをJT3Dターボファンエンジンに換装され、他社に転籍した後も1980年代初頭まで活躍した。
-120の機体に「JT3C」型エンジンのパワーアップ版の「JT4A」型を搭載したのが-220である。燃費効率が悪く航空会社からの評判が悪かったため、わずか5機がブラニフ航空に納入されたにとどまった。
-220の胴体と翼を延長し搭載量を増した発展型で、燃料搭載量が増加し航続距離が延びたことを誇示するために「Intercontinental（インターコンチネンタル=大陸間飛行）」の愛称が付けられた。
-320Bエジプト航空のボーイング707-320B
-320にP&W製のターボファンエンジン「JT3D-3B」型を搭載したのが-320Bである。ターボファン化により燃費が大幅に向上し航続距離が伸びたため、東京-モスクワ間ノンストップ飛行や、偏西風などの天候条件が揃い搭載量の制限を行えば太平洋無着陸飛行も可能になった。旅客型が-320B、貨客混載型（純貨物型も）が-320Cである。後に、より強力なJT3D-7を搭載するタイプも登場した。
-320型をベースに、英国製のターボファンエンジン、ロールス・ロイス・コンウェイ「Mk.508」型を搭載したのが-420である。英国海外航空（現在のブリティッシュ・エアウェイズ）の依頼によって開発され、主にイギリスとイギリス連邦諸国の航空会社で使用された。
-120の胴体を若干縮めた中短距離用バージョンで、後に「JT3D」型エンジンに換装されたB720Bも登場した。コンベアのCV-880などと競合したが、まもなく727やDC-9等の本格的な中短距離向けジェット機が開発されたため、少数の生産で終わった。アジアでは大韓航空が使用し、日本路線にも投入された。
軍用機VC-137 "エアフォースワン"E-3"セントリー"空中警戒機
アメリカ空軍の軍用機として下記のような機体が製作された。
C-137:輸送機
VC-137:大統領専用機エアフォースワン、ケネディ政権からレーガン政権にかけての28年間使用。後継機はVC-25（747-200）
E-3 セントリー:早期警戒管制機。
E-6 マーキュリー:通信中継機。
E-8 J-STARS:地上の監視を目的とした機体。中古の707-320をノースロップ・グラマンが改造した。
他にもイスラエル空軍やオーストラリア空軍、イラン空軍（イラン革命前に購入）など、世界中の空軍や政府で使用された。
よく混同されるがC-135はボーイング717という形式であり、胴体の直径もやや小さいなど、別の機種である。
中華人民共和国の上海航空機製造会社が、中国民用航空総局（CAAC）にあった707を無断で分解調査し、カーボンコピーした模造機Y-10「上海」を1970年代に製作（エンジンは707のスペアを使用）した。2機（うち1機は構造試験機）が製造され飛行にも成功したが、技術力不足が顕わになっただけで、量産には至らなかった。
707-120B707-320B
乗客数
(2クラス)110147
乗客数
(1クラス)179202
最大離陸重量257,000 lb (116,570 kg)333,600 lb (151,320 kg)
