2016年1月29日，737 MAX 8成功首飛，而737家族的首款機型737-100是在1967年4月9日首飛的，兩者相差了近49年。2016年也是波音公司誕生第100週年，所以737 MAX當之無愧地獲得了“波音步入第二個百年後首款首飛機型”稱號。
737 MAX 8一號原型機於當日上午9時46分從737工廠旁的倫頓機場起飛，中午12時33分降落在西雅圖波音機場。首飛中，飛機達到了2.5萬英尺的最大高度和250節的最大速度。
首次國際試飛。2016年5月，737 MAX 8二號機進行了737 MAX的首次國際試飛，飛到玻利維亞的拉巴斯機場進行高海拔試飛。拉巴斯機場的海拔高度為13300英尺，考驗了737 MAX的高高原起降能力。高海拔會對飛機的整體性能產生影響，737 MAX的發動機和其他系統在拉巴斯機場的表現符合預期。
體驗極度深寒。波音需要證明，飛機可以在各種極端環境下工作。對於大多數總部位於極北地區或者在這裡運營，例如歐洲和加拿大的客戶而言，“極寒氣候測試”是取證的關鍵內容之一。波音試飛團隊希望尋找世界上最寒冷的客運機場之一，以滿足此試驗的要求。2017年1月，737 MAX 8四號機來到了俄羅斯的雅庫茨克機場。雅庫茨克市地處西伯利亞東部內陸，建於永久凍土層上，是世界上最寒冷的城市。
才出冰窖，又入火爐，之後，737 MAX 8四號機又飛到澳大利亞達爾文進行了炎熱氣候測試，這裡在一月份的平均溫度為29攝氏度。
在天空簽下大名。2017年2月，四號機又幹下了一件“出格”的事兒。在一次歷時9小時11分的耐久性試飛中。737 MAX用航跡在華盛頓州和蒙大拿州上空寫下了一個巨大的波音字體MAX字樣。這個MAX的寬度達到997千米，高度達277千米。這次試飛驗證了737 MAX 8的低油耗、長航程能力。航程能力的提升是737 MAX的改進重點之一，737 MAX 8的航程達到了3550海里。
無人機來助陣。隨著大量消費級無人機的出現，無人機不當使用引起的民航運行安全問題引起了越來越多的關注。而波音的經驗證明，無人機也可以成為科研試飛的有力助手。在由737 MAX 8二號機承擔的濺水試驗中，一架無人機成為了試飛團隊的新成員。在蒙大拿州格拉斯哥進行的737 MAX濺水試驗中，工程師首次使用無人機以更加高效而安全的方式從飛機上方和下方拍攝了濺水的情況。
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