Lennuk disainiti edasiarendusena McDonnell Douglase varasemast DC-8 mudelist, mis oli mõeldud kesk- ja pikamaalendude jaoks. Uus laiakereline mudel pidi mahutama rohkem reisijaid ja kasutama võimsamaid mootoreid.
Tootmine algas 1968. aasta jaanuaris ja esimene mudel, tähistusega DC-10-10, oli mõeldud USA riigisiseste lendude jaoks, lennuulatusega kuni 6100 kilomeetrit. Järgnes versioon DC-10-15, mis kasutas võimsamaid mootoreid, ning seejärel rahvusvahelisteks lendudeks mõeldud mudelid DC-10-30 ja DC-10-40, lennuulatusega kuni 10 010 kilomeetrit. Samuti arendati lennukist õhutankerKC-10 Extender. Tootmine lõpetati 1988. aastal, kui oli toodetud 386 lennukit DC-10 lennufirmadele ja 60 lennukit KC-10 Ameerika Ühendriikide õhuväele.
Lennuki varajastel mudelitel oli probleeme lennuohutusega: lastiruumi ukse lukustussüsteemis esines disainiviga, mis võis kaasa tuua ukse avanemise ja põhjustada lennukis ohtlikult kiire rõhulanguse. Esimene seotud juhtum leidis aset 12. juunil 1972, mil American Airlinesi lend 96 lastiruumi uks vahetult pärast õhkutõusu avanes ja küljest ära lendas. Piloodid suutsid siiski teha hädamaandumise ja intsident päädis 11 vigastatuga. 3. märtsil 1974 tekkis samasugune rike lastiruumi uksega Turkish Airlines lendu 981, mille allakukkumisel varsti pärast õhkutõusmist Pariisis hukkusid kõik 346 pardal viibinut.[1] Markantseim näide DC-10-ga seotud intsidentidest oli 25. mail 1975 O'Hare'i lennujaamas alla kukkunud American Airlinesi lend 191, Ameerika Ühendriikide ajaloo ohvriterohkeim lennuõnnetus. Õhkutõusmise ajal purunes täielikult lennuki vasaku tiiva mootori kinnitus, mootor eraldus ja kukkus stardirajale. Seejärel kaotasid piloodid lennuki üle kontrolli. Hukkusid kõik 271 pardal olnut ja veel kaks inimest lennuväljal. Õnnetuse järel kehtestas Föderaalne Lennuamet (FAA) DC-10-le lennukeelu ning kuigi Riikliku Transpordi Turvalisuse Nõukogu uurimisaruandes järeldati, et õnnetuse algpõhjuseks oli ebapiisav hooldus, mitte disainiviga, sai nii lennuki kui ka McDonnell Douglase maine tõsiselt kannatada. Õnnetuste järel viis McDonnell Douglas läbi uuendusprogrammi problemaatiliste disainiaspektide parandamiseks ning lennuki hilisem lennuohutustase on jäänud samaks teiste sarnast tüüpi lennukite omaga.
1980. aastal alustati lende DC-10 edasiarendatud mudeli McDonnell Douglas MD-11-ga. Viimane DC-10 kommertsreisilend toimus 2014. aasta veebruaris, kuid lennukit kasutatakse edasi kaubaveol.