Basado en el A330-200 Freighter, el BelugaXL está dotado de motores Rolls Royce Trent 700 y ofrece un 30% más de capacidad de transporte que el BelugaST (Super Transporter) actual. La cabina de pilotos más baja, la estructura de la bodega de carga y la parte posterior y cola del avión, fueron desarrolladas de nuevo en colaboración con los proveedores y confieren a la aeronave su característico aspecto.

El BelugaXL realizó su primer vuelo en julio de 2018, y está previsto que el primero de estos aparatos entre en servicio durante la segunda mitad de 2019, una vez obtenga su certificación, y operará inicialmente en paralelo con la flota actual de aviones A300-600ST, los cuales progresivamente estarán disponibles para su venta o al servicio de clientes externos. La flota total de seis BelugaXL se construirá de 2019 a 2023.

El programa BelugaXL se lanzó en noviembre de 2014 para cubrir las necesidades de capacidad de transporte de Airbus ante el previsible aumento de la producción del A350 XWB y de la tasa de producción de aviones de pasillo único. El avión operará desde 11 destinos diferentes para el transporte de grandes componentes de aviones Airbus.

Para poder recibir a un avión de este tamaño, la planta de Getafe inauguró en 2017 un hangar de 7.200m2 dedicado a las operaciones de carga y descarga del BelugaXL.