Blackbird был разработан как наследник U-2 по заказу и на деньги ЦРУ. Вскоре после начала разведывательных полетов U-2 стало очевидным, что этот высотный, но медленный самолет становится все более уязвимым для систем ПВО. В Локхид уже работали над возможными решениями, когда руководителя перспективных разработок Клэренса Л.(Келли) Джонсона (директор Lockheed's Advanced Development Projects office - больше известного, как  "Skunk Works") вызвали в Вашингтон в 1958 году.
    Был объявлен конкурс на лучшую разработку преемника U-2. Среди представленных вариантов были проект ВМС - поднимаемый аэростатом аппарат разгонялся ракетными ускорителями до скорости запуска ПВРД, а также проект Boeing - "надувной" 58-метровый самолет на водородном топливе. Локхид представил несколько проектов - бесхвостый дозвуковой G2A с малой ЭПР, сверхзвуковой CL-400 c двигателями на водородном топливе, а также сверхзвуковые A-1 и A-2 с ПВРД или ТРД-ПВРД. Обозначение последних расшифровывалось как "Archangel-1(2)", происходя от обозначения U-2 в ходе разработки как "Angel". В сентябре 1958 наибольшее одобрение получил проект FISH подразделения General Dymanics Corporation - Convair, представлявший собой беспилотный разведчик, запускавшийся с проектируемого скоростного варианта бомбардировщика _Hustler_ - _B-58B_. Но через 2 месяца Lockheed предлагает уже новый проект скоростного разведчика A-3. И в конце ноября фирмам Lockheed и Convair предлагается создать проекты сверхзвуковых стратегических разведчиков с двумя мощными двигателями Pratt & Whitney J58. Проект получает кодовое обозначение GUSTO.
    20 августа 1959 были рассмотрены два проекта со следующими характеристиками :
    Предпочтение было отдано проекту Lockheed. Помимо лучших ТТХ и меньшей стоимости, тут сыграло роль и то, что предыдущий U-2, в отличие от B-58, был создан вовремя и без превышения бюджета, а также проверенность кадров "Skunk Works", что обеспечивало секретность программы. 14 сентября 1958 ЦРУ заключило с Lockheed 4-месячный контракт на продолжение работ по A-12. Проект получил наименование OXCART.
    Разработчикам А-12 пришлось преодолеть огромные трудности в проектировании. Многое проблем возникло из-за нагрева самолета при длительных полетах со скоростью в три раза превышавшей скорость звука. Температура обшивки варьировалась от 230 до 650 градусов. При этом температура за бортом до -60°С, т.е. рабочий диапазон составляет более 700°. Поэтому 93 % конструкции планера было изготовлено из прочного титанового сплава В-120 (Beta-120/ Ti-13V-11Cr-3A1) . Это был дорогой и труднообрабатываемый материал. Первоначально до 80% поставок Titanium Metals Corporation браковалось. Только в 1961, когда должностные лица компании были посвящены в значение и приоритетность программы OXCART, поставки титана наладились.
    По контракту требовалось принять все меры к снижению ЭПР A-12. В ноябре 1959 начались электромагнитные испытания макета А-12, установленного на пилоне на специально подготовленном полигоне Groom Lake, Nevada. В ходе доработок, длившихся 18 месяцев,  А-12 получил характерную "кобровидную" форму - непрерывно изгибающийся контур без острых углов и наплывы по бокам фюзеляжа. Как оказалось, наплывы не только не ухудшили аэродинамику, но и увеличили подъемную силу и устойчивость самолета на больших скоростях и уменьшили изгибающий момент на фюзеляже. Небольшие кили, установленные на концах гондол двигателей, наклонили на 15° от вертикали к центру самолета. Фирма разработала радиопоглощающую шиповидную конструкцию с пластиковым сотовым наполнителем, которая использовалась на А-12 при изготовлении боковых наплывов, носков крыла и элевонов. Ок. 20 % крыла(по площади) выполнено с применением такой конструкции, выдерживавшей нагрев до 275°С. Черная краска, изготовленная на ферритовой основе, не только рассеивала тепло, частично отводя его с поверхности самолета, но и уменьшала радиолокационную заметность самолета. За характерную окраску самолет и получил прозвище - BlackBird (Черный дрозд).
    Фюзеляж, крыло (стреловидность по передней кромке - 60°) и др. элементы самолета имели сложную форму, которая позволила достигать высоких аэродинамических характеристик самолета на различных режимах полета. Цельноповоротные кили в зависимости от режима полета поворачивались синхронно или асинхронно в пределах +/- 20°. Самолет имел собственную неустойчивость на больших скоростях, и его устойчивость обеспечивалась аналоговой системой SAS. В целях экономии веса одноместная кабина не была оборудована защитой от нагрева и все системы жизнеобеспечения подключались непосредственно к скафандру пилота. Для пилотирования A-12 были отобраны 11 кандидатов. Хотя переходя на службу в ЦРУ они становились гражданскими, впоследствии все, кроме одного, получили генеральские звания.
    Для защиты электрических контактов от нагрева применялось напыленное золото. Был разработан новый состав топлива(JP-7) и смазки, а также новые изоляционные материалы. Для создания фотокамеры были привлечены фирмы Perkin-Elmer, Eastman Kodak и Hycon. Все 3 вида разработанных ими камер (Тип I, II и IV) были закуплены для программы OXCART. Использовалась также инфракрасная стереокамера FFD-4, разработанная в 1964 Texas Instruments Corporation по проекту TACKLE для U-2. Для защиты камер от нагрева было создано специальное окно из кварцевого стекла, сплавленное с металлической рамой с применением ультразвука.   
    Для увеличения "потолка над целью" вес самолета был снижен на 450 кг, а запас топлива увеличен на 900 кг. После этих доработок, 11 февраля 1960 ЦРУ заключает с Lockheed контракт на постройку 12 самолетов. Для проведения испытаний на дне высохшего озера Groom Lake в пустыне Невада была построена ВПП длиной 2,6 км. В ходе работ по OXCART Lockheed столкнулась с таким множеством технологических проблем, что к октябрю 1961 ее затраты раздулись до $136 млн. и все еще поднимались. Поэтому количество заказанных A-12 было снижено с 12 до 10, на общую стоимость $ 161.2 млн. В то же время USAF (ВВС США) заказали разработку на базе А-12 истребителя-перехватчика AF-12 (_YF-12A_) по программе KEDLOCK. Для обучения пилотов был создан двухместный вариант A-12 #06927, прозванный "Титановым гусем".
    Двигатели фирмы "Пратт-Уитни" J.58 (JT11D-20A), развивали на форсаже тягу в 14470 кгс. На скорости М=3 ТРД давал только 18 % тяги, остальное обеспечивалось форсажной камерой, работающей в режиме прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Для устойчивого потока воздуха на входе двигателей, их вынесли за пределы скачка уплотнения от носовой части самолета. Воздухозаборники регулируемые - конусы в зависимости от скорости и высоты полета перемещались на 90 см, управляя скачками уплотнения и тормозя входной поток. Поскольку на скорости М=3,6-3,8 ударная волна попадала в двигатели, вызывая помпаж, скорость Blackbird ограничивалась М=3,2. Специальное топливо JP-7 использовалось для охлаждения обшивки (шасси и БРЭО), так что к двигателям оно подавалось нагретым до 320°. Для увеличения дальности полета самолет оборудован системой дозаправки топливом в воздухе. Дозаправку обеспечивали специально переоборудованные KC-135Q.
    Поскольку доводка двигателей J-58 задерживалась, первые 5 самолетов A-12 были оснащены менее мощными двигателями J-75/19W с тягой 7700 кгс, ранее используемыми на F-105. С ними намечалось достичь высоты 15 км и скорости М=1,6.
    В первый вылет A-12 #06924 поднял летчик-испытатель фирмы Lockheed Louis Schalk 26 апреля 1962. 2 мая 1962, в течение третьего испытательного полета, OXCART преодолевал звуковой барьер, достигнув скорости М=1,1. 15 января 1963 г. A-12 взлетел уже с двигателями J-58 и 20 июля превысил скорость М=3. В ноябре 1963 он достиг проектной скорости M=3.2 и высоты 23800 м, а 3 февраля 1964 A-12 уже в течении 10 минут летел на высоте 25300 м со скоростью М=3,2. Во время испытаний выявились постоянные утечки топлива. Для компенсации расширения корпуса при нагреве швы выполнялись с зазором, закрывавшимся специальным уплотнителем. Уплотнитель под действием агрессивного топлива терял форму и герметичность баков нарушалась. Как и с перегревом изоляции проводки, с этим пришлось бороться в течениии всей эксплуатации Blackbird. В ходе полетов над США по разным причинам в 1963-68 разбилось 4 из 5 потерянных А-12. Один из пилотов - Уолт Рэй - погиб 5 января 1967.
    Для ЦРУ были построены 15 (включая 2 М-21) A-12 с номерами 06924-33 и 06938-41 (06934-37 были YF-12 и SR-71 для ВВС). О существовании Blackbird было заявлено лишь 29 февраля 1964 года. В сентябре Келли Джонсон получил приз Кольера за его дизайнерскую работу над Blackbird. Церемония состоялась в Белом Доме, а вскоре после этого на авиабазе Эдвардс в Калифорнии прошла публичная демонстрация YF-12A.
    В 1962 ЦРУ и ВВС заказали Lockheed еще 2 варианта OXCART: _M-21_ - носитель разведывательных БПЛА D-21 (программа TAGBOARD), совершивший первый полет 1 апреля 1964 и _SR-71A_ - двухместный разведывательный самолет для ВВС США, взлетевший 22 декабря 1964.
    Работа над предварительным проектом A-12 была в разгаре, когда Френсис Гэри Пауэрс был сбит в своем U-2 над Свердловском 1 мая 1960 года. Последовавший международный скандал сорвал готовившуюся встречу в верхах между президентом Эйзенхауэром и русским премьером Хрущевым. Говорят, что это в конце концов вынудило дать Хрущеву обещание больше не совершать полеты над советской территорией. Официально ЦРУ не использовало A-12 для разведывательных полетов. Минимум 8 из них были поставлены на хранение в ангар в Палмдэйл сразу же после конструкторских испытаний. На самом деле с 31 мая 1967 по 8 мая 1968 А-12 выполнил 26 разведывательных полетов над Вьетнамом (операция Black Shield) и 3 над Северной Кореей. Первый разведывательный полет Blackbird совершил 31 мая 1967, взлетев с авиабазы в Кадене (о.Окинава). Полет проходил над Северным Вьетнамом и Демилитаризированной зоной и продолжался 3 ч.39 минут. В нескольких полетах над Вьетнамом по A-12 производились пуски зенитных ракет, но лишь однажды в A-12 нашли осколки от одной из ЗУР.  Не задолго до окончания операции Black Shield, 5 июня 1968, во время испытательного полета с базы Kadena, для проверки нового двигателя, A-12 #06932 исчез в 520 милях к востоку от Манилы. Пилот ЦРУ Джек Уикс найден не был... Официально было сообщено, что пропал SR-71. 
    8 июня 1968 программа OXCART была закрыта. 2 А-12, оставшихся на Окинаве, были также переведены на хранение в Палмдэйл. A-12 не пережил даже более старый U-2. Основными причинами стали большая стоимость эксплуатации и большое время на подготовку к вылету.
    Этому предшествовали большие споры между ЦРУ, ВВС, госдепартаментом и бюджетной комиссией США. В свете снижения расходов на оборону считалось расточительным финансировать и разведывательный флот ЦРУ из 10 А-12 и флот ВВС из 30 SR-71. В ходе обсуждения 3 ноября 1967 была даже проведена сравнительная операция Nice Girl. В ходе нее A-12 и SR-71 пролетели по одному и тому же маршруту с севера на юг вдоль Миссисипи. Отмечалось, что камера тип I A-12 обеспечивала охват 72 мили при запасе пленки 1500 м против 28-мильной полосы съемки Operational Objective camera's SR-71A (запас пленки - 990 м). В тоже время наличие РЛС бокового обзора, инфракрасной и ELINT/COMINT аппаратуры давало SR-71A качественно другие возможности разведки.
    Японцы дали Blackbird прозвище habu - так они звали очень ядовитую гадюку. На сервере habu.org собран уникальный материал о Blackbird, буквально по каждому борту.