1 kwietnia 2008 roku rozpoczęto ostateczny montaż pierwszego prototypu, a 30 lipca 2009 roku odbył się jego roll-outRozpoczęcie montażu ostatecznego prototypu P-8, „Nowa Technika Wojskowa”, nr 5 (2008), s. 6, . Wybudowano łącznie pięć prototypów biorących udział w lotach oraz próbach naziemnych (T1, T2 i T3 przeznaczone do badań w locie oraz S1 i S2 przeznaczonych do badań na ziemi). Pierwszy z nich, oznaczony jako T1, do swojego dziewiczego lotu wzbił się 25 kwietnia 2009 roku. Samolot wystartował z lotniska Renton w stanie Waszyngton, aby po trzech godzinach lotu wylądować na lotnisku Boeing Fields w SeattlePierwszy lot P-8A, „Nowa Technika Wojskowa”, nr 6 (2009), s. 5–6, . Ostatni z latających prototypów dołączył do pozostałych dwóch samolotów 29 lipca 2010 roku. Testy samolotów odbywały się na lotniskach i zakładach Boeinga oraz w ośrodku doświadczalnym Sił Morskich Stanów Zjednoczonych w Naval Air Station Patuxent RiverTrzeci P-8A Poseidon dołączył do badań, „Lotnictwo”, nr 9 (2010), s. 9, . 9 marca 2011 roku rozpoczął się montaż pierwszego egzemplarza seryjnego z serii liczącej sześć samolotów. Oblot gotowej maszyny odbył się 7 lipca 2011 rokuPierwszy seryjny P-8A Poseidon wystartował, „Lotnictwo”, nr 9 (2011), s. 7, .