De la sfârșitul anilor 1930, Marea Britanie, Germania, Statele Unite și alte țări au început să studieze superaliajul. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, pentru a satisface nevoile noilor motoare aeriene, cercetarea și utilizarea superaliajului a intrat într-o perioadă de dezvoltare viguroasă. La începutul anilor 1940, Marea Britanie a adăugat pentru prima dată o cantitate mică de aluminiu și titan la aliajul 80Ni-20Cr pentru a forma faza γ pentru întărire și a dezvoltat primul aliaj pe bază de nichel cu rezistență mai mare la temperaturi ridicate. În același timp, pentru a se adapta la dezvoltarea turbocompresoarelor pentru motoarele aeriene cu piston, Statele Unite au început să producă pale cu aliaj pe bază de cobalt Vitallium.
Inconel, un aliaj pe bază de nichel, a fost dezvoltat și în Statele Unite pentru a face camere de ardere pentru motoarele cu reacție. Mai târziu, pentru a îmbunătăți în continuare rezistența la temperatură ridicată a aliajului, metalurgiștii au adăugat tungsten, molibden, cobalt și alte elemente aliajului pe bază de nichel pentru a crește conținutul de aluminiu și titan și au dezvoltat o serie de tipuri de aliaje, cum ar fi precum britanicul „Nimonic”, americanul „Mar-M” și „IN”, etc. O varietate de superaliaje, cum ar fi X-45, HA-188, FSX-414 și așa mai departe, au fost dezvoltate prin adăugarea de nichel, wolfram și alte elemente la aliajele pe bază de cobalt. Din cauza lipsei resurselor de cobalt, dezvoltarea superaliajelor pe bază de cobalt este limitată.
În anii 1940 au fost dezvoltate și superaliaje pe bază de fier. În anii 1950, au fost produse A-286 și Incolo 901. Cu toate acestea, din cauza stabilității slabe la temperaturi ridicate, s-au dezvoltat lent începând cu anii 1960. Uniunea Sovietică a început să producă superaliaje pe bază de nichel de calitate „Д în jurul anului 1950, iar mai târziu a produs superaliaje deformate din seria „ÐД și
