Разработка самолёта началась в 2006 году по заказу ВВС Бразилии на замену транспортников C-130 Геркулес. Изначально самолёт получил обозначение C-390. При конструировании самолёта были применены разработки и технологии, применявшиеся при производстве авиалайнеров серии E-Jet. После принятия решения о создании варианта воздушного танкера, название проекта было изменено на KC-390, чтобы подчеркнуть эту новую характеристику самолёта. Впервые самолёт был представлен общественности в 2014 году, а первый полёт совершил 3 февраля 2015. Изначально планировалось начать лётные испытания до конца 2014 года, но из-за задержек, связанных с тестами интеграции авионики были перенесены на 2015 год.

Планируется, что KC-390 будет напрямую конкурировать на международном рынке тактической авиации с американским C-130J. Если сравнивать с C-130J, то ожидается, что KC-390 будет на 15% быстрее, на 18% грузоподъёмнее и обходиться заказчику в 59 % стоимости конкурента. И хотя дальность полёта KC-390 на 15% меньше C-130J, функция заправщика является для него стандартной, тогда как лишь некоторые специализированные варианты Геркулеса могут служить в качестве воздушных танкеров.

KC-390 имеет вместительный, прямоугольный грузовой отсек, характерный для тактических транспортников среднего размера и дальности, занимающий большую часть длины самолёта. Грузовой отсек способен вместить до трёх транспортных средств, общей массой 23 т, например три Humvee или один БТР VBTP-MR Guarani. Усиленное шасси позволяет самолёту совершать взлёты и посадки на неподготовленные полосы. Нос самолёта достаточно короткий и изогнутый книзу для обеспечения экипажу хорошей обзорности. Горизонтальное оперение, как и на многих других военно-транспортных самолётах, установлено в верхней части киля в конфигурации управляемого стабилизатора.