上世纪50年代是航空界疯狂追求速度的年代，当人类掌握了超音速的诀窍后自然就追求更高速度，美国提出了3倍音速截击机计划，不过因为成本等问题在50年代末取消了，同时服役了2.3马赫航速的F-106“三角标枪”全天候截击机。洛克希德发现了机会，向空军提出了以A-12高速飞机研制三倍音速截击机，A-12就是超音速侦察机SR-71“黑鸟”的前身，发展出的截击机就是YF-12。
YF-12在外形上与A-12和SR-71很相似，明显的外观变化在机头位置，因为截击机和侦察机不同，它需要安装作战所需的雷达设备，以及增加一个座位作为设备操作人员的阵位。
YF-12将原本机体两侧延伸的便条结构取消了一部分，机头结构扩大，原本容纳侦察照相机等设备的空间改为容纳AN/ASG-18雷达等设备，这种雷达原本是为XF-108研究的。A-12为单名飞行员驾驶，YF-12直接在飞行员后方增加座舱。
在机腹的舱室内可以挂载3枚休斯公司研制的AIM-47“隼”式远程空空导弹，这种导弹采用主动雷达制导，原本也是给XF-108截击机预备的，最大飞行速度4马赫，作战距离大于160千米，重371千克，可以安装45千克重的高爆战斗部，以及W42型核战斗部，爆炸当量250千克TNT。
导弹具备超音速发射的能力，原本计划采用导弹离机后点火发射，测试中发射导弹可能会误伤截击机自身，后来改为直接点火发射。这型空空导弹总共生产了80枚，60年代中期YF-12进行了7次实弹射击，6次命中目标，其中有一发在将近23000米的高度、3倍音速的情况下发射，迎头命中靶机。
飞机在风洞测试中发现机头经过修改导致方向稳定性变差，设计师在机身下方增加了一大片可折叠安定面，发动机舱下方安装固定的、较小尺寸的安定面。
作为当时唯一可以3倍音速飞行的截击机，YF-12的飞行测试让美国空军很满意，1965年时计划生产93架量产型，国会都同意拨款9千万美元。量产计划遭到国防部长的拒绝，他的理由之一是美军参与越战，经费方面很紧张，另一个原因是认为美国不需要这种截击机。
其实当时YF-12截击机处境确实不妙，一开始美国担心遭到大规模轰炸机群的攻击，可随着洲际弹道导弹的出现，可以拦截轰炸机却不能拦截导弹的YF-12已经失去价值，尽管它本身是在A-12的成熟技术上发展而来，造价和使用成本仍然不便宜。
洛克希德总共建造了3架YF-12原型机，首飞时间1963年8月，其中一架在1971年一次飞行中因火灾损失，一架在着陆过程中损毁无法修复，部分零件被收集用于SR-71C，最后一架在1979年交给空军博物馆展示。
YF-12截击机空重27600千克，最大起飞重量56200千克，长30.97米，高5.64米，翼展16.95米，飞行员2名，最大飞行速度3.35马赫，最大升限24000米，航程4800千米。
