Fra slutningen af 1930'erne begyndte Storbritannien, Tyskland, USA og andre lande at studere superlegeringen. Under Anden Verdenskrig gik forskningen og brugen af superlegering ind i en periode med kraftig udvikling for at imødekomme behovene for nye flymotorer. I begyndelsen af 1940'erne tilføjede Storbritannien først en lille mængde aluminium og titanium til 80Ni-20Cr-legeringen for at danne γ-fase til forstærkning, og udviklede den første nikkel-baserede legering med højere højtemperaturstyrke. Samtidig, for at tilpasse sig udviklingen af turboladere til stempelflymotorer, begyndte USA at lave vinger med Vitallium kobolt-baseret legering.
Inconel, en nikkel-baseret legering, blev også udviklet i USA til at lave forbrændingskamre til jetmotorer. Senere, for yderligere at forbedre legeringens højtemperaturstyrke, tilføjede metallurger wolfram, molybdæn, kobolt og andre elementer til den nikkelbaserede legering for at øge indholdet af aluminium og titanium, og udviklede en række legeringer, f.eks. som det britiske "Nimonic", det amerikanske "Mar-M" og "IN" osv. En række superlegeringer, såsom X-45, HA-188, FSX-414 og så videre, er blevet udviklet ved at tilføje nikkel, wolfram og andre elementer til kobolt-baserede legeringer. På grund af manglen på koboltressourcer er udviklingen af koboltbaserede superlegeringer begrænset.
I 1940'erne blev der også udviklet jernbaserede superlegeringer. I 1950'erne blev A-286 og Incolo 901 produceret. Men på grund af dårlig højtemperaturstabilitet udviklede de sig langsomt fra 1960'erne. Sovjetunionen begyndte at producere "Ð" nikkelbaserede superlegeringer omkring 1950, og senere producerede "ÐÐ" serie deformerede superlegeringer og
