1970年8月2日，空军曹里怀副司令员听取汇报后指示：第一，方案可以多搞几个，原则上同意在轰-6基础上发展旅客机的方案，要做过细的工作，向上海提出可靠方案。飞机要立足于迅速、安全、美观大方，将来要作为总理出国专机。选型要选好，一定要比伊尔-18、图-104、“三叉戟”好。上海搞飞机是毛主席讲了话的。第二，要研制人员到广州去了解刚从巴基斯坦引进的“三叉戟”飞机，然后直接到上海去汇报。第三，明确由上海领导，空军和三机部要人给人，要设备给设备，大力支援，其他成品等到上海去解决。

最初三机部提出让上海制造歼-12战斗机

从这个指示来看，运-10飞机最初的研制是基于轰-6中程轰炸机进行研制。

70年8月，三机部六院旅客机方案小组提出《轰-6改旅客机方案说明》报告。该报告提出，在轰-6飞机的基础上，经部分更改，多快好省地制造出具有中国独特风格的旅客机，作为首长专机和在国际航线上使用，填补航空工业在旅客机方面的空白。从继承性、安全性和性能对比分析考虑，经三机部和六院共同讨论一致认为此方案较好。

但在同年8月13日，三机部六院旅客机方案小组与上海方面交流后，又根据其意见提出了新的方案。即参照波音707布局特点，翼吊4台JT3D-3B发动机，下单翼，上反角，微调水平尾翼布局，起落架位于机翼根部，收于机身内。

8月27日，周恩来总理批准，国家多部委联合批复，将上海市试制生产运输机列入国家计划。任务定名“708工程”，飞机代号运-10.

此后又在1971年决定要研制远程大型客机，准备用作国际航线扳机和中央首长出国专机，兼顾国内航线使用。总体设计方案确定为翼吊4台JT3D-3B涡轮风扇发动机的方案，1972年获上级批准。

1971年12月15日，巴基斯坦的一架波音707-340C型货机在乌鲁木齐迫降，该机是美国波音公司1971年新交付给巴基斯坦的飞机,迫降后的飞机状态保持较好。该机为中国设计运-10飞机提供了良好的参考。

如果按照最初的设计方案，运-10可能会是一款与苏联图-104飞机类似的客机（基于图-16中型轰炸机设计）

运-10飞机飞上青藏高原

1973年初，运-10飞机研制工作正式开始，草图、工作图设计、进行高低速风洞试验和强度计算。

1973年6月27日，国务院中央军委下达了相关指示，要求运-10飞机0试制3架样机、12台发动机。

1974年2月21日，当时的副总理李先念同志根据周总理指示，强调要有雄心壮志，一定要把自己的大型运输机搞出来。

1974年5月20日，国务院批转国家计委《关于上海大型客机急需解决的若干问题的报告》，同意由民航总局调拨1架波音707飞机交上海使用。

1975年6月，飞机的工作图设计全部完成。

1976年9月，静力试验样机制造完毕。

1978年11月30日，全机静力破坏试验，一次成功。

1980年6月，第二架用于飞行试验的飞机制造完毕。

1980年8月，完成操纵、液压、燃油、电网络四大系统第一阶段模拟实验，证明设计是成功的。

1980年9月26日，运-10飞机第二家飞机在上海首飞成功。据《上海航空工业志》记载，运-10飞机是装备4台美制JT3D-7发动机试飞的，这四台发动机来自调拨给上海的波音飞机。仿制JT3D发动机的国产涡扇-8飞机在1982年4月27日安装在波音707上进行试飞，后随运-10飞机一起下马。

从1980年10月其，运-10继续进行各种科研试飞。该机先后多次转场北京、合肥、哈尔滨、乌鲁木齐、广州、昆明、成都，并7次飞抵西藏拉萨，是中国第一架飞越“世界屋脊”的自行设计的飞机。到1984年6月，共飞行107架次/155小时，最远航程3600千米，最大速度930千米/小时，最大起飞重量110吨，最高飞行高度11000米，最长留空时间4小时49分。

运-10飞机第二架首次试飞成功后，由于经费不足，使研制工作难以继续进行（第三架飞机已完成总工作量三分之二）。1980年12月22日，上飞厂写信给邓小平和胡耀邦等中央领导，反映运-10飞机的研制情况，要求从经费上予以支持。

运-10飞机的2号原型机至今陈列于上海飞机制造厂，其前方安放雕塑“永不放弃”

同年4月9日，国务院副总理薄一波在三机部的报告上做了重要批示，要求组织一个专家论证组，对运-10飞机的言之问题进行全面论证。

根据薄一波的指示，1981年6月18-24日，三机部和上海市府在上海召开运-10飞机论证会。会上的结论是，运-10飞机经过研制单位和协作单位的共同努力，做了大量工作，培养了一支设计、工艺、研究、管理队伍，首次按照英美航空规范进行设计；建立了出局规模的设计、试验、制造大型客机的设施和能力，为进一步发展中国民航工业打下了初步基础；取得了一百吨级的大型客机、大型发动机以及配套的航空新材料、新成品和器件的初步研制成果，填补了中国民航工业在这方面的空白。现在运-10飞机已经有了一个很好的起点，有了这个基础，将来就可以发展各种类型的民航飞机。这个队伍和基础建立起来不容易，停下来损失太大。因此专家们建议运-10飞机的研制工作不要停，队伍不要散，成果不要丢。

专家论证会后，上海市府和三机部于8月13日向国务院副总理薄一波并国务院上报了论证会的情况。报告建议运-10飞机应走完研制全过程，取得完整的技术成果，并提出再研制3架、2架、1架和第三架已制零部件做必要的疲劳试验等四个方案。此报告上报后，未获批复。1982年初，上海市计划委员会和市国防工办又向国家计委作了报告，请求立即回复和继续完成第三架飞机的研制工作，并表示上海可承担一半研制经费（约1100万元），但仍未获批复。至此，运-10飞机出第二架机继续做少量试飞外（至1985年2月停飞），研制工作基本停顿。