ตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 1930 สหราชอาณาจักร เยอรมนี สหรัฐอเมริกา และประเทศอื่นๆ เริ่มศึกษาซูเปอร์อัลลอย ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อตอบสนองความต้องการของเครื่องยนต์อากาศยานใหม่ การวิจัยและการใช้ซูเปอร์อัลลอยได้เข้าสู่ช่วงของการพัฒนาอย่างจริงจัง ในช่วงต้นทศวรรษ 1940 สหราชอาณาจักรได้เพิ่มอะลูมิเนียมและไททาเนียมจำนวนเล็กน้อยลงในโลหะผสม 80Ni-20Cr เป็นครั้งแรกเพื่อสร้างเฟส γ เพื่อเสริมความแข็งแกร่ง และพัฒนาโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบแรกซึ่งมีความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูงขึ้น ในเวลาเดียวกัน เพื่อปรับให้เข้ากับการพัฒนาเทอร์โบชาร์จเจอร์สำหรับเครื่องยนต์แอโร่ลูกสูบ สหรัฐอเมริกาจึงเริ่มผลิตใบมีดด้วยโลหะผสมที่มีโคบอลต์ไวทัลเลียม
นอกจากนี้ Inconel ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีฐานเป็นนิกเกิลยังได้รับการพัฒนาในสหรัฐอเมริกาเพื่อสร้างห้องเผาไหม้สำหรับเครื่องยนต์ไอพ่น ต่อมา เพื่อที่จะปรับปรุงความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสมต่อไป นักโลหะวิทยาได้เพิ่มทังสเตน โมลิบดีนัม โคบอลต์ และองค์ประกอบอื่น ๆ ลงในโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลักเพื่อเพิ่มเนื้อหาของอะลูมิเนียมและไททาเนียม และพัฒนาชุดของโลหะผสมหลายเกรด เช่น ในขณะที่ "Nimonic" ของอังกฤษ "Mar-M" และ "IN" ของอเมริกา ฯลฯ ซูเปอร์อัลลอยต่างๆ เช่น X-45, HA-188, FSX-414 และอื่นๆ ได้รับการพัฒนาโดยการเติมนิกเกิล ทังสเตนและองค์ประกอบอื่น ๆ ไปจนถึงโลหะผสมที่มีโคบอลต์เป็นหลัก เนื่องจากการขาดแคลนทรัพยากรโคบอลต์ การพัฒนาซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์จึงมีจำกัด
ในช่วงทศวรรษที่ 1940 ได้มีการพัฒนาซูเปอร์อัลลอยที่มีธาตุเหล็กเช่นกัน ในปี 1950 มีการผลิต A-286 และ Incolo 901 อย่างไรก็ตามเนื่องจากความเสถียรที่อุณหภูมิสูงต่ำจึงพัฒนาอย่างช้าๆจากปี 1960 สหภาพโซเวียตเริ่มผลิตซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลเกรด "Ð" ในราวปี พ.ศ. 2493 และต่อมาได้ผลิตซูเปอร์อัลลอยประเภท "ÐÐ" ซีรีส์ที่บิดเบี้ยวและ
