V roce 1968 vyhlásilo americké vojenské letectvo USAF soutěž na náhradu turbovrtulových transportních letadel Lockheed C-130 Hercules. Do soutěže, označené AMTS  se v první fázi přihlásilo celkem 5 firem – Bell, Boeing, Fairchild, McDonnell Douglas. V roce 1972 byly do  finále soutěže vybrány dva projekty – Boeing YC-14 a McDonnell Douglas YC-15.  Obě výrobci získali objednávky na stavbu dvou prototypů. McDonnelův YC-15 byl čtyřmotorový proudový letoun se superkritickým křídlem vybaveným poměrně velkými klapkami na odtokové hraně. Tyto klapky byly při startu ofukovány proudem vzduchu z motorů, letoun tak díky tomu dosahoval vlastností krátkého vzletu a přistání – STOL. Při návrhu si McDonnell-Douglas pomohl komponenty z jeho civilních letounů. Přední podvozek pocházel z Douglasu DC-8, kokpit a přední část trupu z typu DC-10.

Výrobce vyrobil dva prototypy YC-15. Lišily se rozpětím křídla. První měl rozpětí 33,60 metru, druhý pak 40,30 metru. Délka trupu byla u obou strojů stejná. K pohonu sloužily motory  Pratt & Whitney JT8D-17 o tahu po 68,9 kN. První prototyp odstartoval k letu dne 26.8.1975. Poté prováděly interní firemní testy, konkurent, v podobě Boeingu  YC-14, totiž ještě nebyl k letu připraven. Srovnávací testy YC-14 a YC-15 byly zahájeny na základně Edwards v listopadu 1976.  Po třech letech testování byl ale program AMTS zrušen.

USAF se rozhodlo modernizovat Herculesy a přednost dostal vývoj nového většího strategického transportního letounu. Tato soutěž byla označena C-X a zvítězil v ní právě McDonnell Douglas s pozdějším typem C-17, který vznikl právě na základě YC-15. Oba prototypy YC-15 byly odstaveny na základně Davis-Monthan v arizonské poušti. Druhý prototyp byl v roce 1981 přesunut do muzea Pima. První prototyp byl zakonzervován v Davis-Monthan.

K velkému překvapení bylo po 15 letech odstavení v poušti bylo v září 1996 rozhodnuto o znovuuvedení YC-15 do provozu.  USAF dalo letoun bezplatně McDonnell Douglasu na vyzkoušení technologií, použitých na typu C-17.  Účelem bylo zkrácení vývoje typu C-17. Počítalo se, že YC-15 zůstane v provozu dalších 8 let.  Dne 11.7.1998 ovšem při testovacím letu explodoval motor číslo 1 a  YC-15 nouzově přistál v Palmdale.

Technická prohlídka ukázala, že oprava by byla příliš nákladná a tak byl YC-15 zakonzervován v Palmdale. V roce 2008 byl po zemi přesunut na základnu Edwards, kde je vystaven dodnes.