Ab den späten 1930er Jahren begannen Großbritannien, Deutschland, die Vereinigten Staaten und andere Länder, die Superlegierung zu untersuchen. Während des Zweiten Weltkriegs traten die Erforschung und Verwendung von Superlegierungen in eine Zeit starker Entwicklung ein, um den Anforderungen neuer Flugzeugtriebwerke gerecht zu werden. In den frühen 1940er Jahren fügte Großbritannien erstmals eine kleine Menge Aluminium und Titan zu einer 80Ni-20Cr-Legierung hinzu, um eine γ-Phase zur Verstärkung zu bilden, und entwickelte die erste Legierung auf Nickelbasis mit höherer Hochtemperaturfestigkeit. Gleichzeitig begannen die Vereinigten Staaten, um sich an die Entwicklung von Turboladern für Kolbenflugmotoren anzupassen, Schaufeln mit einer Legierung auf Kobaltbasis von Vitallium herzustellen.
Auch Inconel, eine Legierung auf Nickelbasis, wurde in den Vereinigten Staaten entwickelt, um Brennkammern für Strahltriebwerke herzustellen. Später, um die Hochtemperaturfestigkeit der Legierung weiter zu verbessern, fügten Metallurgen Wolfram, Molybdän, Kobalt und andere Elemente zu der Legierung auf Nickelbasis hinzu, um den Gehalt an Aluminium und Titan zu erhöhen, und entwickelten eine Reihe von Legierungsqualitäten, wie z wie das britische "Nimonic", das amerikanische "Mar-M" und "IN" usw. Eine Vielzahl von Superlegierungen wie X-45, HA-188, FSX-414 usw. wurden durch Zugabe von Nickel entwickelt, Wolfram und andere Elemente bis hin zu Legierungen auf Kobaltbasis. Aufgrund des Mangels an Kobaltressourcen ist die Entwicklung kobaltbasierter Superlegierungen begrenzt.
In den 1940er Jahren wurden auch Superlegierungen auf Eisenbasis entwickelt. In den 1950er Jahren wurden A-286 und Incolo 901 hergestellt. Aufgrund der schlechten Hochtemperaturstabilität entwickelten sie sich jedoch ab den 1960er Jahren nur langsam. Die Sowjetunion begann um 1950 mit der Produktion von "Ð"-Superlegierungen auf Nickelbasis und produzierte später verformte Superlegierungen der "ÐÐ"-Serie und
