1963 में अमेरिकी वायुसेना ने एक बहुत बड़े सामरिक परिवहन विमान पर अध्ययन परियोजनाओं की श्रृंखला आरंभ की थी। हालांकि सी-141 स्टारलिफ्टर शुरू किया जा रहा था, तथापि उन्हें लगा कि विशेषकर किसी मौजूदा विमान में न समाने वाले अतिकाय माल के परिवहन की क्षमता वाले और अधिक बड़े एवं सक्षम विमान की आवश्यकता थी। इन अध्ययनों के फलस्वरूप मार्च 1964 में एक सीएक्स-भारी सैन्य तंत्र प्रणाली (CX-HLS) की आरंभिक आवश्यकता अनुभव की गई जिसकी भारवहन क्षमता , गति 0.75 मैक तथा पेलोड के साथ दुबारा ईंधन भरवाए बिना उड़ान क्षमता हो। पेलोड बे चौड़ी, ऊंची और सामने तथा पीछे के दरवाजों में से पहुंच हेतु लंबी होनी थी।

केवल चार इंजनों वाले डिजाइन को भी अत्यधिक वर्द्धित शक्ति तथा बेहतर ईंधन दक्षता वाले डिजाइन की आवश्यकता थी। 18 मई 1964 को बोइंग, डगलस, जनरल डायनेमिक्स, लॉकहीड और मार्टिन मैरिएटा से एयरफ्रेम प्रस्ताव प्राप्त हुए, जबकि इंजन प्रस्ताव जनरल इलेक्ट्रिक, कर्टिस-राइट और प्रैट एंड विटनी ने प्रस्तुत किए थे। एक प्रारंभिक चयन प्रक्रिया के बाद, बोइंग, डगलस और लॉकहीड को एयरफ्रेम के अतिरिक्त अध्ययन अनुबंध के साथ जनरल इलेक्ट्रिक और प्रैट एवं विटनी को इंजन का अनुबंध दिया गया।

एयरफ्रेम के सभी तीनों प्रस्तावों में अनेक सुविधाओं को साझा किया गया है। सीएक्स-एचएलएस (CX-HLS) की आवश्यकतानुसार सामने की तरफ से लदान के लिए सक्षम होने के लिए, जहां कॉकपिट हुआ करता था, वहां एक दरवाजा शामिल करना पड़ा. सभी कंपनियों ने कॉकपिट को कार्गो क्षेत्र के ऊपर लेजाकर इस समस्या का समाधान किया; डगलस ने पंख के ऊपर जरा सा आगे एक छोटी सी "पॉड" बनाई थी, लॉकहीड ने विमान की पूरी लंबाई में एक लंबी मेरूदंड का प्रयोग किया जिसमें से होकर पंखों की आधार संरचनाएं गुजरती थी, विमान की नाक के जरा पीछे से पंख के जरा पीछे तक जाने वाली लंबी पॉड के साथ, बोइंग ने इन दोनों का मिश्रण किया। 1965 में लॉकहीड के एयरक्राफ्ट डिजाइन और जनरल इलेक्ट्रिक के इंजन डिजाइन को, उस समय विश्व के सबसे बड़े सैनिक विमान, नए सी-5 गैलेक्सी के लिए चुना गया। सामने की ओर नाक पर दरवाजे और ऊंचे कॉकपिट की अवधारणा का उपयोग 747 के डिजाइन में किया गया।

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