O voo experimental QF7879 permaneceu no ar por 19 horas e 16 minutos.
Este foi o primeiro de três voos com os quais a empresa australiana pretende avaliar a viabilidade das viagens ultralongas para a criação de linhas comerciais regulares. Também será organizado um voo entre Londres e Sydney.
O CEO da Qantas, Alan Joyce, chamou a viagem de "momento realmente histórico para a companhia aérea e para o mundo da aviação".
"É o primeiro de três voos experimentais com os quais veremos que recomendações podem ser feitas sobre como administrar o cansaço dos pilotos, assim como a questão do fuso horário par os passageiros", declarou ao desembarcar em Sydney.
"Depois de 19 horas neste voo, acho que fomos bem. Tenho a impressão de estava em um voo muito mais curto que este", acrescentou.
O Boeing 787-9 decolou na sexta-feira à noite do aeroporto JF Kennedy de Nova York com apenas 49 pessoas a bordo, basicamente funcionários da Qantas. O peso foi reduzido, o que permitiu embarcar a quantidade suficiente de combustível para os 16.000 quilômetros de trajeto.
De acordo com o site flightradar24.com, o avião pesava 233 toneladas no momento da decolagem, 101 apenas de combustível.
Quatro pilotos comandaram a aeronave em sistema de turnos.
A bordo do avião da Qantas também viajaram cientistas de duas universidades australianas para observar como dormem e se alimentam os passageiros e controlar o nível de melatonina, "o hormônio do sono".
Uma vez a bordo, os passageiros ajustaram os relógios com o horário de Sydney e permaneceram acordados até que a noite chegou à cidade do leste da Austrália. Eles foram auxiliados com a iluminação, exercícios, cafeína e comida apimentada.
Depois de seis horas foi servida uma refeição rica em carboidratos e os passageiros receberam a recomendação de evitar as telas. A intensidade da luz diminuiu para permitir que dormissem a noite toda.
A professora Marie Carroll, pesquisadora da Universidade de Sydney, disse à AFP que espera que a abordagem inovadora permita um intervalo de tempo "absolutamente mínimo".
"Espero que eles tenham um dia normal hoje e uma noite normal de sono", disse, acrescentando que se sentia "incrivelmente bem", considerando o tempo de voo.
Os pilotos utilizaram sensores para medir a atividade cerebral e o estado de alerta.
A Associação de Pilotos Australianos e Internacionais (AIPA) pediu um estudo a longo prazo sobre os efeitos deste tipo de voo na tripulação.
A Qantas afirmou que os voos experimentais são apenas um aspecto da pesquisa sobre a viabilidade das viagens muito longas.
No ano passado, a Qantas inaugurou seu primeiro voo comercial direto entre a Austrália e o Reino Unido, entre Perth e Londres, com duração de 17 horas e 45 minutos