Vanaf het einde van de jaren dertig begonnen Groot-Brittannië, Duitsland, de Verenigde Staten en andere landen de superlegering te bestuderen. Om aan de behoeften van nieuwe vliegtuigmotoren te voldoen, ging tijdens de Tweede Wereldoorlog het onderzoek naar en het gebruik van superlegeringen een periode van krachtige ontwikkeling in. Begin jaren veertig voegde Groot-Brittannië voor het eerst een kleine hoeveelheid aluminium en titanium toe aan de 80Ni-20Cr-legering om de γ-fase te vormen voor versterking, en ontwikkelde de eerste op nikkel gebaseerde legering met een hogere sterkte bij hoge temperaturen. Tegelijkertijd begonnen de Verenigde Staten, om zich aan te passen aan de ontwikkeling van turboladers voor zuigervliegtuigmotoren, bladen te maken met een legering op basis van Vitallium-kobalt.
Inconel, een legering op nikkelbasis, werd ook in de Verenigde Staten ontwikkeld om verbrandingskamers voor straalmotoren te maken. Later, om de sterkte bij hoge temperaturen van de legering verder te verbeteren, voegden metallurgen wolfraam, molybdeen, kobalt en andere elementen toe aan de op nikkel gebaseerde legering om het gehalte aan aluminium en titanium te verhogen, en ontwikkelden ze een reeks soorten legeringen, zoals zoals de Britse "Nimonic", de Amerikaanse "Mar-M" en "IN", enz. Een verscheidenheid aan superlegeringen, zoals X-45, HA-188, FSX-414 enzovoort, is ontwikkeld door toevoeging van nikkel, wolfraam en andere elementen tot op kobalt gebaseerde legeringen. Vanwege het gebrek aan kobaltbronnen is de ontwikkeling van op kobalt gebaseerde superlegeringen beperkt.
In de jaren veertig werden ook op ijzer gebaseerde superlegeringen ontwikkeld. In de jaren vijftig werden de A-286 en de Incolo 901 geproduceerd. Vanwege de slechte stabiliteit bij hoge temperaturen ontwikkelden ze zich echter langzaam vanaf de jaren zestig. De Sovjet-Unie begon rond 1950 met de productie van op nikkel gebaseerde superlegeringen van "Ð"-kwaliteit, en produceerde later "ÐÐ"-serie vervormde superlegeringen en
