La recherche sur la technologie du tiltrotor a commencé dans les années 1940, avec le Bell XV-3. Construit en 1953 par Bell Aircraft Corporation, cet avion expérimental a volé jusqu'en 1966, prouvant la solidité fondamentale du concept de tiltrotor et recueillant des données permettant des améliorations techniques pour de futures conceptions. En 1972, grâce aux financements de la NASA et de l'armée des États-Unis, Bell Helicopter Textron a commencé le développement du XV-15, un avion bi-moteur expérimental équipé de tiltrotors. Deux appareils ont été construits pour valider la conception du tiltrotor et pour étudier les débouchés éventuels pour des applications militaires et civiles.
En 1981, utilisant l'expérience acquise sur le XV-3 et le XV-15, Bell et Boeing ont commencé à développer le V-22 Osprey, un avion de transport tiltrotor destiné à l'armée américaine, qui a été mis en service en 2005. En collaboration avec Agusta Westland, Bell développe ensuite le BA609, un appareil de transport commercial qui devrait entrer en service à l'horizon 2010. La société a également développé un drone utilisant le tiltrotor : le TR918 Eagle Eye.
Bell et Boeing sont même allés plus loin et ont réalisé l'étude conceptuelle d'un quadrimoteur équipé de tiltrotor (QTR) pour un programme de l'armée américaine (Joint Heavy Lift). Le QTR est une version agrandie du V22 munie de deux ailes fixes en tandem et de quatre rotors.