Еще в апреле 1961 г. K.Л.(Келли) Джонсон, директор подразделения Lockheed "Skunk Works", предложил использовать проектируемый трехмаховый самолет A-12 в качестве перехватчика советских сверхзвуковых бомбардировщиков Ту-22 Blinder. ВВС США заключили контракт на постройку 3 истребителей-перехватчиков AF-12 (в дальнейшем обозначенные YF-12A) по программе KEDLOCK. Они должны были заменить закрытую в 1959 программу _XF-108_ Rapier. Первоначальные планы ВВС подразумевали заказ до 100 F-12. 7 августа 1963 г. перехватчик YF-12A совершил первый полет.
    До 1964 года существование "Блэкбёрда" держалось в полнейшей тайне, но в 1964 году президент Линдон Джонсон, которого в разгар предвыборной компании допекали политические противники, решил немного рассекретить эту программу. Сенатор Бэрри Голдуотер, наиболее вероятный кандидат на президентское кресло от республиканцев, обвинил президента в том, что тот уделяет больше внимания законотворчеству, пусть даже во благо нации, чем интересам обороны. Тот, чтобы охладить пыл оппонента, выступил 29 февраля с речью, в которой упомянул загадочный самолет A-11, "намного превосходящий по техническим данным все самолеты мира". Самолетом, о котором шла речь, был на самом деле YF-12A. В то время он ещё не имел войскового обозначения; говорят, что Джонсон прочитал сокращение AMI (Advanced Manned Interceptor - перспективный пилотируемый перехватчик) как A-11, и это так и оставили, благо в процессе развития конструкции самолет получал обозначения от A-1 до A-12. Что ж, если это так, то Джонсон установил своеобразный рекорд неправильного прочтения: в следующем заявлении о ходе развития A-11 25 июля того же года, где самолет назван уже как SR-71. Он поменял местами буквы в сокращении, превратив RS (Reconnaissance Strike - разведчик-бомбардировщик) в SR (Strike Reconnaissance - ударный разведчик)! (RS-70 - так должен был называться в серии дальний стратегический разведчик-бомбардировщик North American XB-70 Valkyrie, работы по которому были прекращены якобы из-за угрозы, которую представляли для него советские зенитные ракеты С-75, сбившие U-2).
    Упоминание о SR-71 было откровенным политическим трюком: в то время, как шёл съезд республиканской партии, на котором выбирали кандидата в президенты, и в адрес Джонсона развивалась резкая критика, что он-де, сосредоточившись на ракетах, забыл об авиации и вообще при нём не был выдвинут ни один крупный проект стратегического оружия. Поскольку RS-70 изначально был задуман как дальний стратегический разведчик, почему бы единственный оставшийся самолёт, способный летать "за 3 Маха", не приспособить для той же цели? И для пущей убедительности SR превратили из Strike Reconnaissance (ударная разведка) в Strattegic Reconnaissance.
    От первоначального A-12 YF-12A отличался тем, что вместо разведывательного оборудования на нём стоял радар управления огнём "Hughes AN/ASG-18A" (с дальностью обнаружения до 500 миль) и сопряжённая с ним ИК-система поиска и сопровождения цели. Вооружение состояло из четырёх ракет "воздух-воздух" GAR-9 (AIM-47A) "Super-Falcon", имеющих скорость до М=6(4) и дальность до 115 миль. Они размещались в отсеках наплывов фюзеляжа по бокам колодца носовой опоры шасси. На первом из трёх прототипов под мотогондолами были установлены кинокамеры в заострённых обтекателях на коротких пилонах, фиксирующие пуски ракет. И радар, и вооружение были целиком взяты с опытного истребителя сопровождения North American F-108 "Rapier". Вместо отсека разведоборудования (Q-отсека на A-12) за пилотской кабиной на YF-12A была вторая кабина для оператора вооружения. Для установки радара и приёмных антенн ИК-системы целеуказания передние части наплывов фюзляжа укоротили, и носовой обтекатель стал круглого сечения, а не приплюснутый, как раньше. Но из-за этого у самолёта появилась склонность к рысканью в крейсерском полёте, и пришлось добавить два гребня под мотогондолами и один - под фюзеляжем. Последний при выпуске шасси складывался влево, чтобы обеспечить приемлемый "дорожный просвет" (подобная система применена на истребителе МиГ-23). Для радиопрозрачного обтекателя радара был разработан специальный стеклопластиково-асбестовый материал, способный выдерживать сильный аэродинамический нагрев.
    Лётные испытания трёх опытных образцов YF-12A (бортовые номера с 60-6934 по 60-6936) проходили на базе ВВС Эдвардс, штат Калифорния (примерный аналог ЛИИ им. М.М.Громова). Странные перерывы в испытаниях, по мнению некоторых авиационных журналистов, объяснялись тем, что "Блэкбёрд" первоначально был никаким не перехватчиком, а самолётом-шпионом. Но заявления президента вызвали естественный интерес к этому самолёту; публике надо было что-то показать, дабы успокоить и налогоплательщиков, и политиков. В сентябре 1964 года Клэренс Джонсон получил премию Коллиэра "За выдающиеся достижения в аэронавтике США" за работу по созданию "Блэкбёрда". Церемония вручения проходила в Белом доме, а вскоре последовал показ YF-12A на базе ВВС Эдвардс. Публике были представлены все три машины: борта 60-6934 и 60-6936 выполняли показательные полёты, а борт 60-6935 был в наземной экспозиции. К тому времени самолёты, первоначально почти некрашеные, уже были целиком выкрашены в чёрный цвет и имели на левом киле эмблему Командования ПВО, а на правом - эмблему Отдела НИОКР ВВС США. Корреспонденты впервые получили возможность рассмотреть YF-12 как следует, и последовал шквал публикаций в подтверждение версии, что "Блэкбёрд" - перехватчик. Шумиха в прессе усилила интерес к высотным и скоростным данным "Блэкбёрда". И вскоре эти цифры появились: 1 мая 1965 года на YF-12A №06936 были установлены 9 мировых рекордов скорости и высоты. Была достигнута скорость 3331,507 км/ч и высота 24462,596 м. Группу пилотов возглавлял полковник Роберт Стивенс по прозвищу "Чёрно-бурый Лис" - первый военный, летавший на YF-12. В ходе испытаний с марта 1965 по сентябрь 1966 с YF-12A произвели 7 пусков ракет по воздушным мишеням, летевшим на высотах от 150 м до 12 км. 6 из них поразили цель.
    Испытания YF-12A завершились столь успешно, что войсковая часть численностью 500 человек, в которой они проходили, была удостоена звания "Отличная часть ВВС США". По такому случаю на килях "Блэкбёрдов" появились "орденские планки". Группе лётчиков-испытателей под руководством Лу Шалька (в неё входили Уильям Парк, Роберт Джиллилэнд, Джеймс Истэм и другие) был присуждён приз имени Айвена Кинчлоу Ассоциации лётчиков-испытателей за 1964 год. Тем не менее в серию YF-12A на пошёл. Для эффективного выполнения задач перехвата воздушных целей у А-11 недоставало маневренных качеств - допустимая перегрузка на больших скоростях ограничивалась 1,5g.
    14 августа 1966 YF-12A S/N 60-6934 был сильно поврежден при посадке, и его хвостовая часть была затем использована для сборки учебно-тренировочного SR-71C S/N 17981. По окончании испытаний в 1966 г. опытные образцы были законсервированы.
    В 1969 YF-12A заинтересовалось Национальное аэрокосмическое агенство (НАСА), пожелав использовать их для исследований в рамках программы создания сверхзвукового пассажирского самолёта(СПС,SST).
    Для проведения этой программы, расчитанной на два с половиной года, НАСА запросила 14 миллионов долларов, 4 из которых поступили из неизрасходованных средств, выделенных на программы X-15 и XB-70 (для сравнения: военная часть испытаний обошлась в 4 миллиона долларов). Кроме YF-12A 06935 и 936, использовался прототип SR-71 (борт 17951, получивший в НАСА обозначение YF-12С и номер 937). Изучались влияние конфигурации воздухозаборника на тягу двигателя, тепловая нагрузка на планер самолёта, поведение пограничного слоя, а также способность самолёта "держать" высоту на сверхзвуке. Последняя проблема была актуальна для Blackbird: в крейсерском режиме при ручном пилотировании отклонения вверх-вниз от заданной высоты достигали 900 м! С подобным явлением столкнулись англичане и французы, разрабатывая "Конкорд", и, следовательно, должны были столкнуться и американцы, разрабатывая свой сверхзвуковой лайнер. Причиной этой неустойчивости считали колебания температуры обшивки, которые были совершенно непредсказуемы. Исправить положение решили путём установки компьютера, который бы улавливал эти колебания и передавал команды от автопилота на механизмы управления конусами воздухозаборников и двигателями.
    Для аэродинамических исследований у самолётов YF-12A были сняты приёмные антенны ИК-системы целеуказания, а взамен установлено переднее горизонтальное оперение (ПГО) небольшого размаха. 24 июня 1971 YF-12A #06936 потерпел аварию на подходе к авиабазе Edwards в результате пожара от разорванного топливопровода. Экипаж успешно катапультировался.
    Для исследования динамического нагрева в сверхзвуковом полёте был проведён эксперимент "Coldwall" ("Холодная стена"): второй прототип YF-12A, борт 60-6935, нёс под фюзеляжем полый цилиндр на коротком пилоне, охлаждаемый газообразным азотом; ход эксперимента фиксировался кинокамерами, установленными под мотогондолами по типу первого YF-12. В качестве самолёта сопровождения летал прототип SR-71 (обычно для этого использовался принадлежащий НАСА истребитель "Lockheed F-104"). Не обошлось без курьёза: в одном из полётов у обеих машин почти одновременно заглохли двигатели, причём у YF-12 оба сразу, и снова запустить их удалось лишь после значительной потери высоты.
    Программа испытаний затянулась на гораздо больший срок, чем намеченные два с половиной года. В среднем половину каждого года "Блэкбёрды" стояли на приколе - в это время устанавливалась или снималась контрольно-записывающая аппаратура (КЗА) и расшифровывались её показания. В периоды эксплуатации "Блэкбёрды" делали в среднем один вылет в неделю и часто привозили из каждого полёта столько информации, что на её обработку и повторную калибровку КЗА требовалось несколько дней. Данные, собранные в этих полётах, позволили, в частности, разработать более совершенные аэродинамические трубы, дающие возможность имитировать полёт на больших числах Маха без обычных для этих условий искажений воздушного потока.
    Самолёту YF-12 не повезло. Две из трёх машин были разбиты в ходе испытаний. Уцелевший экземпляр, борт 60-6935, сейчас находится в Музее ВВС США на авиабазе Райн-Пэттерсон, куда он перелетел 7 ноября 1979 года. Прототип SR-71, борт 60-6937, хранится в КБ фирмы "Lockheed". А американский аналог "Конкорда" и Ту-144 - "Боинг-2707-300" так и не был построен. К идее создания американского сверхзвукового авиалайнера вернулись только в середине 80-х(программа HSCT), когда в Европе тоже начали проектировать сверхзвуковые пассажирские самолёты нового поколения.