O Boeing 737-300 é o sucessor do B737-200 e incorpora novas tecnologias e refinamentos aerodinâmicos, além de novos motores mais potentes e econômicos. Em setembro de 1987 a VARIG recebeu as duas primeiras unidades, PP-VNU e PP-VNV. Ainda em 1987 a VARIG recebeu mais duas unidades, PP-VNT e PP-VNX, em novembro. Inicialmente os B737-300 iniciaram sua carreira na VARIG em rotas domésticas, juntamente com os Boeing 727-100 e Boeing 737-200.

Em novembro de 1988 chegou o PP-VOD e em dezembro o PP-VOE. Em 1989 a companhia recebeu mais quarto unidades, sendo que a última, recebida em outubro (PP-VOM), foi o primeiro a não ser direto de fábrica. Anteriormente ele havia sido operado pela Hispania Airlines.

Em 1990 a VARIG recebeu mais cinco unidades, sendo uma (PP-VOR) de "segunda mão", totalizando quinze unidades na frota. A partir dos anos 90, o Boeing 737-300 se tornou a principal aeronave da VARIG para voos domésticos e voos internacionais na América do Sul. Inicialmente os B737-300 foram configurados com 117 poltronas em duas classes: Executiva e Econômica. Depois a companhia adotou duas configurações: 120 passageiros em duas classes e 132 passageiros em classe única. Durante os anos 90, o Boeing 737-300 foi substituindo gradualmente os Boeing 727-100 e depois os Boeing 737-200.

Em 1991 a VARIG recebeu mais oito Boeing 737-300 e mais três em 1992, totalizando vinte e seis unidades na frota. Em 1991 o Boeing 737-300 passou a ser a aeronave com maior número de unidades na frota. Em 1992 o B737-300 substituiu o lendário Electra II na Ponte Aérea Rio - São Paulo. Com a substituição, a viagem entre o Rio de Janeiro e São Paulo foi reduzida em cerca de 10 minutos e as companhias aéreas do pool da Ponte Aérea puderam aumentar a oferta de assentos em cerca de 70%. Para permitir o pouso com segurança do Boeing 737-300, a pista do Aeroporto Santos Dumont, no Rio de Janeiro, foi aumentada em 300 metros. Com a aposentadoria do Electra II, a frota da VARIG passou a ser formada 100% por aeronaves a jato. Nessa época os Boeing 737-300 já podiam ser vistos em praticamente todas as cidades atendidas pela VARIG no Brasil, além de Montevidéu, Buenos Aires, Assunção, Santa Cruz de La Sierra e La Paz.

Até 1997 a VARIG não recebeu novas unidades do Boeing 737-300. Porém em abril de 1995 devolveu o PP-VOM. Para substituir os Boeing 737-200 remanescentes, a VARIG começou a receber uma nova leva de Boeings 737-300. Cinco unidades chegaram em 1997 (um de segunda mão) e mais quatro em 1998 (dois de segunda mão). Porém o PP-VOX foi devolvido em novembro de 1998. Sendo assim a frota de Boeing 737-300 ficou em trinta e quatro aeronaves.

Em 1998 a VARIG recebeu o seu primeiro Boeing 737-700, da terceira geração da família Boeing 737 e substituto natural do Boeing 737-300. A intenção era substituir gradualmente os Boeing 737-300 por Boeing 737 da nova geração. Em 1999 dois Boeing 737-300 foram devolvidos, sendo substituídos por novos Boeing 737-700.

Porém a crise financeira enfrentada pela VARIG mudou os planos. Sem condições para encomendar novos Boeing 737NG, a VARIG começou a adquirir mais Boeing 737-300 de segunda mão. Em 2000 a VARIG recebeu três unidades, mais duas em 2001, cinco em 2002, duas em 2003 e duas em 2005. Em 2001 a frota de Boeing 737-300 atingiu o auge, com trinta e sete unidades operadas simultaneamente. Considerando os Boeing 737-300 operados pela Rio Sul e Nordeste, foram nada menos que 41 Boeing 737-300 operados simultaneamente. Em 2003/2004 a VARIG decidiu realizar uma fusão com a Rio Sul e a Nordeste, e passou a operar os Boeing 737-300 antes operados por suas subsidiárias regionais.

Os Boeing 737-300 acompanharam a VARIG até o fim das suas operações, em junho de 2006. Porém ao longo dos anos a frota foi sendo reduzida. Em 2002 a VARIG devolveu quatro unidades e mais dez unidades em 2003. Em 2005 mais duas unidades foram devolvidas, restando vinte e uma unidades na frota.

Configurações do Boeing 737-300 da VARIG:

1º Configuração (1987-2006):
132 assentos (somente classe econômica)

2º Configuração: 117 assentos
Classe Executiva: 12 assentos (2+2 assentos por fileira)
Classe Econômica: 105 assentos (3+3 assentos por fileira)

3º Configuração (1998-2000): 118 assentos
Classe Executiva: 16 assentos (2+2 assentos por fileira)
Classe Econômica: 102 assentos (3+3 assentos por fileira)

4º Configuração (2000-2004): 120 assentos
Classe Executiva: 12 assentos (2+2 assentos por fileira)
Classe Econômica: 108 assentos (3+3 assentos por fileira)

5º Configuração (2004-2005): 128 assentos
Classe Executiva: 8 assentos (2+2 assentos por fileira)
Classe Econômica: 120 assentos (3+3 assentos por fileira)

6º Configuração (2005-2006):
136 assentos (somente classe econômica)