A321シリーズは第一世代のA321ceoと、エンジンを換装した次世代型のA321neoに大きく分けられる。A321ceoとA321neoは、部品の95%が共通とされている。A321ceoは、基本型のA321-100と航続距離延長型のA321-200の2モデルがある。A321neoでも基本型に加えて長距離型のA321LRがあるほか、さらに航続力を強化した超長距離型のA321XLRの開発も発表されている。以下、特に断りがないものはA321シリーズ共通の仕様である。
2019年6月17日、パリ航空ショーの場で更なる航続力強化型のA321XLRの開発が発表された。XLRは、Xtra Long Rangeの頭字語で超長距離型とも呼ばれる。A321XLRは、最大離陸重量が110トンに引き上げられ、A321LRから更に燃料タンクが増設される。航続距離がA321LR比で15%延長され、4700海里（約8,704キロメートル）に達する見込みである。パリ航空ショーの期間中に、アメリカン航空やカンタス航空、イベリア航空やエアリンガスを傘下に持つインターナショナル・エアラインズ・グループ、投資会社のインディゴ・パートナーズらから確定48機、コミットメント79機の計127機を受注した。2023年納入の計画で開発が進められる。
大西洋横断が可能なボーイング757に対抗するには、A321neoでもまだ航続力が不足していた。本格的に757の後継機需要を獲得するため、かねてよりエアバスは更なる長距離型の開発を検討していた。A321neoの開発進行中だった2015年1月13日、エアバスはA321neoの長距離型を開発することを発表した。この長距離型は「Long Range」を意味するA321LRと名付けられた。最大離陸重量を97トンに引き上げてACTを3個にすることで燃料搭載量を増やし、航続距離を7,408キロメートル（4,000海里）に延長するとされた。この航続距離は単通路機で最長となり、大西洋横断路線にも就航可能な性能である。航空機リース会社のエアリース・コーポレーションが最初の発注者となり、1月13日にA321LRの正式開発が決定した。2018年1月31日、ハンブルクにてA321LRの初飛行が行われた。A321LRの初号機は、CFMI社のLEAP-1Aエンジンを装備していた。その後の飛行試験では長距離飛行も行われ、2月にはパリからニューヨークへ初の大西洋横断を行なったほか、4月にはセイシェル共和国・マヘ島からトゥールーズへ8,797キロメートルの無着陸飛行も行われた。2018年10月2日、A321LRに対してEASAとFAAから型式証明が交付された。同時に180分までのETOPS認証も取得している。同年11月14日にアルキア・イスラエル航空に対してA321LRの初引き渡しが行われた。A321LRはボーイング757の買い替え需要を取り込み始めている。
A320neoファミリーの開発と並行して、生産体制の強化も進んでいた。2000年代の後半以降、A320ファミリー全体の納入数は概ね増加を続け、A321も納入ペースが加速して2013年には年間納入数が100機を超えた。エアバスは、ハンブルクの生産ライン強化に加えて欧州域外にもA320ファミリーの最終組立工場を建設し、2008年に中国の天津、2015年には米国・アラバマ州モビールの工場が稼働を開始した。このうちのハンブルクとモビールでA321の最終組立が行われており、2016年4月に米国製初号機となるA321がジェットブルーに納入された。
当形式の導入に際しては、ニッセイ・リース（日本生命系列）からのリース方式が採用された。京成の新車は日本車輌製造（豊川製作所）製も含めて東急車輛製造横浜製作所（現在の総合車両製作所横浜事業所）から京急線・都営地下鉄浅草線経由で搬入されるのが通例であるが、車体長が他車よりやや長く、都営浅草線通過に必要な非常用貫通扉もなく、起動加速度2.0km/h/sである事などから、本形式では系列会社である新京成電鉄や北総鉄道（千葉ニュータウン鉄道所有の9100形などが該当）と同様な搬入方法を取っており、日本車輌で落成した編成は京葉臨海鉄道千葉貨物駅から、東急車輛で落成した編成は同社横浜製造所からそれぞれ陸送されている。2010年9月29日、京成の鉄道車両では初となるグッドデザイン賞を受賞した。さらに2011年5月24日には、初代AE車に続いて二度目となる鉄道友の会ブルーリボン賞を受賞した。2015年7月17日から2016年1月8日の間、2代目AE型運行5周年を記念して山本寛斎がデザインしたマークを掲出して運行した。京成の公式ホームページにてIR資料として公表されている「2018年3月期 第2四半期決算説明会」において、2019年度に9年ぶりに本形式1編成を増備することを計画していたが、2019年度鉄道事業設備投資計画で予算が当てられた。増備された編成は2019年9月19日より営業運転に入っている。2018年4月20日には成田山開基1080年祭の記念として「成田屋号」が京成上野-京成成田で運行され、往路は京成本線経由、復路は成田スカイアクセス経由のルートであった。歌舞伎役者デザインのヘッドマークであり、市川海老蔵が成田山新勝寺での「御練り行列」「奉納演舞」の実施のために乗車している。「成田屋号」は2008年の成田山開基1070年祭時にAE100形で運転されて以来である。