Dalam misi tempur, pesawat ini bisa dilengkapi dengan persenjataan pendukung perang laut, seperti torpedo, rudal jelajah, bom, serta ranjau propulsi. Untuk mendukung persenjataan, Poseidon dilengkapi lima ruang stasiun internal, empat pod di masing-masing sayap serta dua di garis tengah masing-masing sayap.
Sebagai pesawat intai P-8 dilengkapi dengan sistem sensor akustik multi-statis dan akustik pasif, radar apertur sintetik, sistem dukungan elektronik terbaru, sensor elektro-optik/inframerah terbaru, dan detektor magnetik digital anomali.
Di dalam pesawat terdapat tempat kerja dilengkapi monitor multi-fungsi universal serta akomodasi tambahan siap pakai.
Boeing mendapat kontrak mengembangkan P-8A pada 14 Juni 2004 yang kemudian memilih pesawat komersial 737-800 ERX sebagai basisnya. Meski demikian program P-8A sudah melalui tinjauan desain awal sejak November 2005.
Ditambah dengan sensor generasi selanjutnya, P-8A didesain untuk meningkatkan kemampuan anti-kapal selam dan anti-permukaan.