Från slutet av 1930-talet började Storbritannien, Tyskland, USA och andra länder studera superlegeringen. Under andra världskriget, för att möta behoven hos nya flygmotorer, gick forskningen och användningen av superlegering in i en period av kraftig utveckling. I början av 1940-talet lade Storbritannien först till en liten mängd aluminium och titan till 80Ni-20Cr-legeringen för att bilda γ-fas för förstärkning, och utvecklade den första nickelbaserade legeringen med högre hållfasthet vid hög temperatur. Samtidigt, för att anpassa sig till utvecklingen av turboladdare för kolvflygmotorer, började USA tillverka blad med Vitallium-koboltbaserad legering.
Inconel, en nickelbaserad legering, utvecklades också i USA för att tillverka förbränningskammare för jetmotorer. Senare, för att ytterligare förbättra legeringens högtemperaturhållfasthet, lade metallurger till volfram, molybden, kobolt och andra element till den nickelbaserade legeringen för att öka innehållet av aluminium och titan, och utvecklade en serie legeringar, t.ex. som brittiska "Nimonic", amerikanska "Mar-M" och "IN", etc. En mängd olika superlegeringar, såsom X-45, HA-188, FSX-414 och så vidare, har utvecklats genom att tillsätta nickel, volfram och andra grundämnen till koboltbaserade legeringar. På grund av bristen på koboltresurser är utvecklingen av koboltbaserade superlegeringar begränsad.
På 1940-talet utvecklades även järnbaserade superlegeringar. På 1950-talet tillverkades A-286 och Incolo 901. Men på grund av dålig högtemperaturstabilitet utvecklades de långsamt från 1960-talet. Sovjetunionen började tillverka "Ð"-kvalitet nickelbaserade superlegeringar runt 1950, och senare producerade "ÐÐ" serie deformerade superlegeringar och
