С конца 1930-х годов изучением суперсплава занялись Великобритания, Германия, США и другие страны. Во время Второй мировой войны, чтобы удовлетворить потребности в новых авиационных двигателях, исследования и использование суперсплавов вступили в период бурного развития. В начале 1940-х годов Великобритания впервые добавила небольшое количество алюминия и титана в сплав 80Ni-20Cr, чтобы сформировать γ-фазу для упрочнения, и разработала первый сплав на основе никеля с более высокой жаропрочностью. В то же время, чтобы приспособиться к разработке турбокомпрессоров для поршневых авиадвигателей, США начали изготавливать лопатки из сплава на основе кобальта Vitallium.
Инконель, сплав на основе никеля, также был разработан в Соединенных Штатах для изготовления камер сгорания реактивных двигателей. Позже, для дальнейшего повышения жаропрочности сплава, металлурги добавили в сплав на основе никеля вольфрам, молибден, кобальт и другие элементы для увеличения содержания алюминия и титана и разработали ряд марок сплавов, таких как как британский «Нимоник», американские «Мар-М» и «ИН» и т. д. С добавлением никеля были разработаны различные суперсплавы, такие как Х-45, НА-188, FSX-414 и т. д., вольфрама и других элементов в сплавы на основе кобальта. Из-за нехватки ресурсов кобальта разработка суперсплавов на основе кобальта ограничена.
В 1940-х годах также были разработаны суперсплавы на основе железа. В 1950-х выпускались А-286 и Инколо 901. Однако из-за плохой высокотемпературной стабильности они медленно развивались с 1960-х годов. Советский Союз начал производить жаропрочные сплавы на основе никеля марки «Р» примерно в 1950 году, а позже производил деформированные суперсплавы серии «Р» и
