Dalla fine degli anni '30, Gran Bretagna, Germania, Stati Uniti e altri paesi iniziarono a studiare la superlega. Durante la seconda guerra mondiale, per soddisfare le esigenze dei nuovi motori aeronautici, la ricerca e l'utilizzo della superlega entrarono in un periodo di vigoroso sviluppo. All'inizio degli anni '40, la Gran Bretagna aggiunse per la prima volta una piccola quantità di alluminio e titanio alla lega 80Ni-20Cr per formare la fase γ per il rafforzamento e sviluppò la prima lega a base di nichel con una maggiore resistenza alle alte temperature. Allo stesso tempo, per adattarsi allo sviluppo di turbocompressori per motori aeronautici a pistoni, gli Stati Uniti iniziarono a produrre pale con lega Vitallium a base di cobalto.
Inconel, una lega a base di nichel, è stata sviluppata anche negli Stati Uniti per realizzare camere di combustione per motori a reazione. Successivamente, per migliorare ulteriormente la resistenza alle alte temperature della lega, i metallurgisti hanno aggiunto tungsteno, molibdeno, cobalto e altri elementi alla lega a base di nichel per aumentare il contenuto di alluminio e titanio e hanno sviluppato una serie di gradi di leghe, come come il britannico "Nimonic", l'americano "Mar-M" e "IN", ecc. Una varietà di superleghe, come X-45, HA-188, FSX-414 e così via, sono state sviluppate aggiungendo nichel, tungsteno e altri elementi alle leghe a base di cobalto. A causa della mancanza di risorse di cobalto, lo sviluppo di superleghe a base di cobalto è limitato.
Negli anni '40 furono sviluppate anche superleghe a base di ferro. Negli anni '50 furono prodotti l'A-286 e l'Incolo 901. Tuttavia, a causa della scarsa stabilità alle alte temperature, si sono sviluppate lentamente a partire dagli anni '60. L'Unione Sovietica iniziò a produrre superleghe a base di nichel di grado "Ð" intorno al 1950, e successivamente produsse superleghe deformate serie "ÐÐ" e
