上世紀50年代是航空界瘋狂追求速度的年代，當人類掌握了超音速的訣竅後自然就追求更高速度，美國提出了3倍音速截擊機計劃，不過因為成本等問題在50年代末取消了，同時服役了2.3馬赫航速的F-106「三角標槍」全天候截擊機。洛克希德發現了機會，向空軍提出了以A-12高速飛機研製三倍音速截擊機，A-12就是超音速偵察機SR-71「黑鳥」的前身，發展出的截擊機就是YF-12。
YF-12在外形上與A-12和SR-71很相似，明顯的外觀變化在機頭位置，因為截擊機和偵察機不同，它需要安裝作戰所需的雷達設備，以及增加一個座位作為設備操作人員的陣位。
YF-12將原本機體兩側延伸的便條結構取消了一部分，機頭結構擴大，原本容納偵察照相機等設備的空間改為容納AN/ASG-18雷達等設備，這種雷達原本是為XF-108研究的。A-12為單名飛行員駕駛，YF-12直接在飛行員後方增加座艙。
在機腹的艙室內可以掛載3枚休斯公司研製的AIM-47「隼」式遠程空空飛彈，這種飛彈採用主動雷達制導，原本也是給XF-108截擊機預備的，最大飛行速度4馬赫，作戰距離大於160千米，重371千克，可以安裝45千克重的高爆戰鬥部，以及W42型核戰鬥部，爆炸當量250千克TNT。
飛彈具備超音速發射的能力，原本計劃採用飛彈離機後點火發射，測試中發射飛彈可能會誤傷截擊機自身，後來改為直接點火發射。這型空空飛彈總共生產了80枚，60年代中期YF-12進行了7次實彈射擊，6次命中目標，其中有一發在將近23000米的高度、3倍音速的情況下發射，迎頭命中靶機。
飛機在風洞測試中發現機頭經過修改導致方向穩定性變差，設計師在機身下方增加了一大片可摺疊安定面，發動機艙下方安裝固定的、較小尺寸的安定面。
作為當時唯一可以3倍音速飛行的截擊機，YF-12的飛行測試讓美國空軍很滿意，1965年時計劃生產93架量產型，國會都同意撥款9千萬美元。量產計劃遭到國防部長的拒絕，他的理由之一是美軍參與越戰，經費方面很緊張，另一個原因是認為美國不需要這種截擊機。
其實當時YF-12截擊機處境確實不妙，一開始美國擔心遭到大規模轟炸機群的攻擊，可隨著洲際彈道飛彈的出現，可以攔截轟炸機卻不能攔截飛彈的YF-12已經失去價值，儘管它本身是在A-12的成熟技術上發展而來，造價和使用成本仍然不便宜。
洛克希德總共建造了3架YF-12原型機，首飛時間1963年8月，其中一架在1971年一次飛行中因火災損失，一架在著陸過程中損毀無法修復，部分零件被收集用於SR-71C，最後一架在1979年交給空軍博物館展示。
YF-12截擊機空重27600千克，最大起飛重量56200千克，長30.97米，高5.64米，翼展16.95米，飛行員2名，最大飛行速度3.35馬赫，最大升限24000米，航程4800千米。