到20世纪90年代，SA342直升机已显得过时，陆航选择了昌河飞机工业公司（CAIC）制造的直-11作为后继机。直-11是在AS350“松鼠”直升机基础上研制的，该项目始于1989年，项目负责人吴希明随后来成为武直-10攻击直升机和武直-19战场侦察直升机的总设计师。直-11在2000年10月完成试飞，很快直-11W战场监视、侦察和轻型攻击机的研制工作也随之展开。
直-11W的研制共历时三年，可挂载多达四枚的HJ-8反坦克导弹，该直升机也在座舱顶部安装了前视红外雷达球状转塔。为了替换老化的SA342，陆航迄今仍在采购直-11W，目前装备数量不到24架。与直-11W相比，直-9WA更加灵活且功能更加强大。不过体积小巧的直-11W更适合在山区作业。
在1991年的“沙漠风暴”行动中，盟军在与科威特、伊拉克南部的伊拉克装甲集群的较量中取得压倒性胜利，美国海军陆战队的AH-1“眼镜蛇”和美国陆军的AH-64”阿帕奇”攻击直升机成为联军地面进攻的先锋。这促使中国开始研制专用武装直升机。
擅长借鉴外国制造商设计经验的中国政府曾设法说服海外制造商与第602和第608研究所合作，研制6吨级国产民用中型直升机（CHM）。在这个过程中，欧洲直升机公司（提供了与旋翼设置与设计相关的咨询）、普惠加拿大公司（提供PT6C涡轮轴发动机）和奥古斯塔·韦斯特兰（提供传动系统）提供了所有的重要技术支持。
同时期开展研制工作的还有中国的武装直升机，鉴于长期以来存在的武器禁运政策，中国被迫进行这样的秘密活动。研制工作开展四年后，1998年第602研究所指出武装直升机项目应该比CHM项目优先发展。正是基于这一点，该新型直升机第一次被命名为武直-10。
在2000年向俄罗斯购买卡-50直升机交易失败后，武直-10的研制工作显得更为重要。该机的发展一直被严格保密，甚至比同一时期的成都J-10战斗机还要保密，武直-10计划被称为中国的特殊武器项目。
第602研究所被公开指定为该直升机项目的研制单位，这样做是为了向外界表明该直升机是中国自主生产的。实际上早在1995年，卡莫夫设计局就与中国政府秘密签署合同一起研制武直-10。
确实，俄罗斯公司在制定飞机的基本规范——如重量、载荷能力和速度——问题上完全不受约束。最终，虽然原型机装配、飞行测试和进一步研制是在中国进行的，但武直-10概念却是一个不折不扣的卡莫夫设计，这已经得到证实，卡莫夫首席设计师谢尔盖在2013年的直升机博览会上曾公开表示，武直-10是俄中合作项目，即外界所知的“941工程”。
2012年，联合技术公司的子公司普惠加拿大公司和汉胜公司被美国司法部罚款7500万美元，因为这两家公司打破了长期以来的对华武器禁运现状，提供发动机控制软件和辅助武直-10研制。但中国国防部坚决否认这一指控。据媒体报道，普惠加拿大已同意帮助中国制造其第一架军用攻击直升机，以换取为中国民用飞机提供发动机的丰厚利润。
虽然哈尔滨工厂的飞机生产任务在2000年被转移到总公司，但该厂最初被指定生产武直-10的单位。第一架武直-10原型机于第二年制造完成，于2003年4月完成首飞。武直-10原型机共生产了6架，而武直-10的部件也在米-171和直-8平台上进行了测试。
在全面测试过程中，设计人员根据试飞结果对直升机进行大幅修改。例如，前两架原型机上的流线型机身面板最终被平面形面板取代以降低雷达截面积（RCS）。
此外，发动机安装方式和尾喷管布局也经过重新设计，传感器同样进行了升级。2009年，第一批预生产型的12架武直-10在北京附近的一个空军基地被人拍到，据信有多达74架武直-10正在陆航一线服役。
虽然武直-10据称是一种完全自主研制的直升机，但在测试项目的早期阶段依赖的却是中国复制的透博梅卡“马基拉”发动机，这主要是因为国产涡轴9发动机当时仍在研制中。尽管该发动机在武直-10适配性测试中位列倒数第二，但涡轴9最终还是实现了完全自主生产。
有西方观察家称中国的涡轮轴发动机只是克里莫夫TV3-117的复制品。但与俄罗斯发动机不同的是，涡轴9的传动轴在前端，TV3-117的布局无法做到这一点。武直-10的设计师之所以选择这台发动机，是因为这种布局可以减少振动并可以简化主变速箱结构。俄罗斯和中国发动机的另一个重要区别是，TV3-11发动时要依赖辅助动力，而武直-10则使用内置电机起动器。
武直-10采用了典型的现代攻击直升机的阶梯纵列座舱布局。与”阿帕奇”或米-24不同的是，武直-10的飞行员在前，武器系统官在后，这与欧直“虎式”直升机和川崎OH-1相同。据信，除了目前在役的武直-10外，之后生产的批次两个座舱都将完全实现夜视功能。
作为第一种中国攻击直升机，据说武直-10已经配备了具有手不离杆总距杆与变距杆（HOCAS）的电传飞控系统。然而，根据互联网上的座舱视频剪辑，武直-1O似乎采用的是传统控制系统，该系统作为备份和HOCAS一起研制。其他一些图片显示武直-10飞行员和武器系统官的头盔类似“长弓阿帕奇”的霍尼韦尔综合头盔显示器视觉系统（IHADSS）。
武直-10的前后座舱都配备两个大型多功能液晶显示器，前座舱还配有平显。武直-10是中国第一批配备有飞行管理系统的直升机，大大方便了飞行员的任务规划和报告工作。
武直-10的两个座舱”澡盆“都是由碳纤维材料制造的，底部和两侧都有复合装甲保护。座舱盖则配有38毫米厚的防弹玻璃，能够承受12.7毫米口径子弹的直接射击。武直-10机身的主要制造材料是铝合金制成，复合材料占30%左右。据报道，该直升机涂有可吸收雷达波的涂料，使雷达反射截面得以降低，但武直-10仍算不上“隐形直升机”。