2016年1月29日，737 MAX 8成功首飞，而737家族的首款机型737-100是在1967年4月9日首飞的，两者相差了近49年。2016年也是波音公司诞生第100周年，所以737 MAX当之无愧地获得了“波音步入第二个百年后首款首飞机型”称号。
737 MAX 8一号原型机于当日上午9时46分从737工厂旁的伦顿机场起飞，中午12时33分降落在西雅图波音机场。首飞中，飞机达到了2.5万英尺的最大高度和250节的最大速度。
首次国际试飞。2016年5月，737 MAX 8二号机进行了737 MAX的首次国际试飞，飞到玻利维亚的拉巴斯机场进行高海拔试飞。拉巴斯机场的海拔高度为13300英尺，考验了737 MAX的高高原起降能力。高海拔会对飞机的整体性能产生影响，737 MAX的发动机和其他系统在拉巴斯机场的表现符合预期。
体验极度深寒。波音需要证明，飞机可以在各种极端环境下工作。对于大多数总部位于极北地区或者在这里运营，例如欧洲和加拿大的客户而言，“极寒气候测试”是取证的关键内容之一。波音试飞团队希望寻找世界上最寒冷的客运机场之一，以满足此试验的要求。2017年1月，737 MAX 8四号机来到了俄罗斯的雅库茨克机场。雅库茨克市地处西伯利亚东部内陆，建于永久冻土层上，是世界上最寒冷的城市。
才出冰窖，又入火炉，之后，737 MAX 8四号机又飞到澳大利亚达尔文进行了炎热气候测试，这里在一月份的平均温度为29摄氏度。
在天空签下大名。2017年2月，四号机又干下了一件“出格”的事儿。在一次历时9小时11分的耐久性试飞中。737 MAX用航迹在华盛顿州和蒙大拿州上空写下了一个巨大的波音字体MAX字样。这个MAX的宽度达到997千米，高度达277千米。这次试飞验证了737 MAX 8的低油耗、长航程能力。航程能力的提升是737 MAX的改进重点之一，737 MAX 8的航程达到了3550海里。
无人机来助阵。随着大量消费级无人机的出现，无人机不当使用引起的民航运行安全问题引起了越来越多的关注。而波音的经验证明，无人机也可以成为科研试飞的有力助手。在由737 MAX 8二号机承担的溅水试验中，一架无人机成为了试飞团队的新成员。在蒙大拿州格拉斯哥进行的737 MAX溅水试验中，工程师首次使用无人机以更加高效而安全的方式从飞机上方和下方拍摄了溅水的情况。
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