Удлиннённая версия 777-300 была предназначена для замены в Сегменте A самолётов Boeing 747-100 и Boeing 747-200.[45] По сравнению со старыми модификациями 747-го удлиннённая версия имеет схожую пассажировместимость и дальность, однако расходует на треть меньше топлива и имеет на 40 % меньшие эксплуатационные расходы.[45] Фюзеляж 777-300 удлинён на 10 метров по сравнению с базовой модификацией 777-200, что позволяет разместить до 550 пассажиров в одноклассной конфигурации, востребованной на сильно загруженных японских рейсах. Большая длина 777-300 заставила разработчиков предусмотреть лыжу под хвостом для защиты от удара о землю и камеры для маневрирования на перроне. Максимальная дальность модификации составляет 6015 морских миль, что позволяет 777-300 обслуживать сильно загруженные направления, ранее обслуживавшиеся моделью 747.
Первый 777-300 был передан авиакомпании Cathay Pacific 21 мая 1998 года. Восемь различных клиентов купили 60 самолётов 777-300. На июль 2010 года все самолёты находились в эксплуатации. Однако после запуска в 2004 году модели 777-300ER повышенной дальности все клиенты изменили заказ на эту модификацию. В модельной гамме Airbus нет прямого конкурента 777-300, но Airbus в качестве конкурента называет модель A340-600.