波音公司的小直径炸弹是以该公司生产的联合制导攻击弹药（Joint Direct Attack Munition）为基础，辅以该公司参与小型炸弹技术项目、灵巧多联炸弹弹射挂架项目、小型灵巧炸弹增程项目的研究成果，以及英国MBDA导弹系统公司（MBDA Missile Systems）研发的钻石背（Diamond Back）增程折叠翼，第二阶段攻击机动目标所需的引导头由诺格公司负责提供。洛马公司的设计则以该公司联合空对面防区外导弹（Joint Air-to-Surface Standoff Missile）为基础，搭配风修正弹药布撒器（Wind-Correction Munitions Dispenser）的尾锥组件。第一阶段产品波音的设计编号是GBU-39，洛马的是GBU-41，后续加装终端制导的第二阶段产品，编号则分别是GBU-40（波音）和GBU-42（洛马）。
GBU-39外形图
GBU-40外形图，由于要攻击机动目标，所以在弹头增加了引导头
系统发展验证
2003年8月28日，美国空军评估了两公司的设计和试飞结果后，选定波音设计的小直径炸弹，由该公司继续进行后续为期36个月的系统发展验证（System Development and Demonstration），合同金额1.88亿美元。波音的小直径炸弹系统在该阶段多次飞行测试中表现出了非常良好的性能。
2004年12月13日及15日，系统发展验证阶段的第15和第16次飞行测试是美国空军的首次实弹测试，测试内容涵盖了炸弹、可挂载4枚炸弹的气动式弹射炸弹架、支持装备、后勤、任务规划的全系统功能。一架F-15E在墨西哥湾测试场上空4500米处，成功抛投安装钻石背增程组件的小直径炸弹，顺利击中一个计分板和一辆俄制导弹发射车。
2004年8月14日试飞中，装上钻石背增程组件飞向目标的小直径炸弹
2005年5月11日，美国空军一架F-15E在墨西哥湾测试场上空9150米处抛投一枚小直径炸弹，炸弹滑翔88公里后顺利击中目标，撞击点距离预定命中点仅86厘米。这是炸弹飞行距离最远的一次测试。
1枚小直径炸弹在飞行测试中准确击中目标，贯穿钢筋水泥掩体，炸毁掩蔽于碉堡内的战斗机
2005年5月26日，美国空军测试全球定位系统干扰信号对炸弹的影响。一枚小直径炸弹在墨西哥湾测试场上空8700米处抛投，滑翔约56公里后击中目标，距离预定命中位置2米。
波音公司也测试了无人机抛投小直径炸弹的能力，2004年4月18日，一架波音公司为美国空军发展的X-45B从爱德华空军基地起飞，在全球定位系统的辅助下以每小时710公里的速度在10700米高空投下一枚小直径炸弹的哑弹，炸弹落在距离目标卡车1米以内的位置。
2005年8月25日，一架F-15E战斗机以机上的2具BRU-61炸弹架，在埃格林空军基地上空4500米高度抛投了4枚小直径炸弹，攻击4处距离约37公里的分散目标，其中3处是军用卡车，第4处是3.66米长的船运货柜，4枚小直径炸弹都顺利击中目标。
至此，系统发展验证阶段中的发展测试（Development Test）宣告顺利结束。
2005年11月，美国空军开始进行小直径炸弹的作战测试评估（Operational Test and Evaluation），发现弹体的全球定位系统有问题。为了不影响项目的发展进度，项目办公室组织成立一个独立审查小组，成员都来自其它项目办公室、参谋部门以及业界，负责审查弹体并寻求解决方案 。经过一个半月的努力后，小组找出了最可能的故障原因和解决方案。2006年5月，作战测试评估也顺利宣告结束。
小直径炸弹在系统发展验证期间共进行了37次飞行测试，其中35次以接近精确攻击的准确度成功击中目标，成功率超过90%，攻击距离也远超过规格书中所订的74公里（40海里）。项目办公室将此归功于弹体的基本设计优异以及严格的进度管理，自从2001年9月正式进入发展阶段后，项目的任何节点都没出现过延误，也一直满足在2006年底前部署的时限要求。
低速率生产
2005年4月22日，美国空军宣布第一代小直径炸弹开始低速率初期生产（Low-Rate Initial Production），美国空军以1850万美元采购第一批次（Lot 1）201枚GBU-39小直径炸弹和35具BRU-61炸弹架，以及部署在战区内用于提高炸弹攻击精确度的“精确度支持基础结构”（Accuracy Support Infrastructure），也就是遥控地基（ground-based）全球定位系统差分传感器。这批采购品要求在2006年底前开始交货。
2005年10月31日，美国空军追加小直径炸弹的第二批次采购，以3830万美元的金额采购567枚GBU-39和140具炸弹架，要求在2007年9月底前全部交货完毕。
2006年5月22日，波音在密苏里州的圣查尔斯（St.Charles）武器工厂举行出厂典礼，正式把第一枚生产型GBU-39交付美国空军。2006年7月7日，位于英国莱肯希思（Lakenheath）空军基地的第48战斗机联队成为第一支接收GBU-39的美国空军战斗机部队。2006年7月10日，该联队第494战斗机中队的4架F-15E“打击鹰”（Strike Eagle）以4机编队的方式首次进行GBU-39作战训练，飞越训练场上空时一次投下16枚GBU-39模拟攻击16个目标。现场监控录像显示这16枚炸弹完全击中目标，目标附近的建筑物则毫发无损，完全展现小直径炸弹优异的精确攻击性能。
2006年10月GBU-39在伊拉克战场首次参加实战。
2008年7月，F-22成功进行了小直径炸弹超音速炸弹抛投测试
系统概述
一套小直径炸弹系统包括4枚GBU-39小直径炸弹、弹体上的钻石背增程翼面、和一具可挂载4枚炸弹的BRU-61炸弹架。全套装备重664千克、长3.6米、宽0.4米、高0.4米，由一部个人计算机型态的任务规划系统（Mission Planning System）安排各枚炸弹的攻击目标。美国空军对小直径炸弹有一项关键性需求，就是必需能摧毁14种难易不等的目标，如指挥控制通信中心、防空导弹基地、油库、机场、基础工事…等，大约涵盖了典型空袭行动会遇到目标的80%。