Die 307 hatte ihren ersten öffentlichen Auftritt bei der EAA AirVenture 2001 nach einem umfangreichen Sechsjahres-Wiederherstellungprojekt. Im März 2002, kurz bevor es zur Unterbringung im nationalen Luft- und Raumfahrtmuseum in Washington, D.C. ausgeliefert werden sollte, wurde das Flugzeug über der Elliott Bucht, unmittelbar westlich vom Stadtzentrum von Seattle, Washington zu einer Notwasserung gezwungen, als der Kraftstoff während eines Routinefluges ausging.

Als Boeing-Ingenieure nur zweitrangige strukturelle Schäden am Flugzeug feststellten, betraute die Firma ungefähr 70 Leute - eine Kombination von Vollzeit-Angestellten und Freiwilligen - damit, das Flugzeug während des vergangenen Jahres zu reparieren und seine Flugfähigkeit wieder herzustellen. Ungefähr 30 pensionierte Boeing-Angestellte führten die Wiederherstellung in den ursprünglichen Zustand auf der Basis der Original-Zeichnungen aus den Firmenarchiven in Seattle durch.

Sie behielt ihren ursprünglichen Spitznamen bei, The Clipper Flying Cloud, die ihr durch Pan American Airways verliehen worden war, als das Flugzeug 1940 ausgeliefert wurde. Der Stratoliner wird schließlich ausgestellt werden im Steven F. Udvar-Hazy Center, der neuen Zusatzeinrichtung des Smithsonian's National Air and Space Museum, die im Dezember 2003 auf dem Washington (D.C.) Dulles International Airport eröffnet werden soll.

Die 307 war dadurch revolutionär, dass sie den Flug über dem Wetter in Höhen bis 20.000 Fuß erlaubte. Sie war auch das erste viermotorige Passagierflugzeug im regelmäßigen inländischem Service. Sie beförderte fünf Besatzungsmitglieder, einschließlich des ersten Flugingenieurs bei einem Land basiertem Flugzeug, und 33 Passagiere. Die fast 12-ft. breite Kabine hatte Raum für Schlafplätze.

Das Flugzeug wurde von einigen Boeingangestellten beim Besuch des Pima Air Museum in Tucson, Arizona "entdeckt". Sie erkannten, dass es der letzte existierende Stratoliner war.

Fünf Stratoliner wurden für Transcontinental and Western Air produziert, die später Trans World Airlines wurde; drei für Pan Am; und einer für Multimillionär Howard Hughes. Hughes kaufte das Flugzeug für 250.000 $ und machte es zum ersten privaten Luxusairliner.

TWA stellte das Flugzeug 1940 mit einem 12-Stunden, 18-Minuten dauernden Flug von New York nach Los Angeles in Dienst. TWA-Strecken schlossen auch Chicago, Kansas City, Missouri und Albuquerque, New Mexico ein. Pan Am flog von Miami, New-Orleans und Brownsville, Texas nach Mexiko-City und Zentral- und Südamerika.

Sechzehn Monate nach der Einführung des Stratoliner brach der 2. Weltkrieg aus, und Boeing konzentrierte sich schnell auf die Herstellung der B-17 Flying Fortress, die das gleiche Flügel- und Schwanzdesign wie die 307 besitzt.