Программа испытаний тормозилась сложностями, связанными с доводкой СУО: се все никак не могли подготовить к установке на YF-12A. Первые полеты Истхэм выполнял по заданиям на испытания инерциальной навигационной системы. Первый самолет являлся скорее аэродинамическим прототипом, нежели опытным истребителем. Два отсека вооружения на первом YF- 12 "под завязку" были забиты контрольно-записывающей аппаратурой, в то же время отсутствовали кинокамеры для фиксации процесса сброса ракет.
Второй и третий самолеты внешне легко отличались от первого наличием под мотогондолами обтекаемых контейнеров с киноаппаратурой. Второй самолет поднял в воздух экипаж ВВС – подполковники Роберт Стефенс и Дэниэль Андре.
Дебют перехватчиков за пределами Ранчо, как впрочем и всей программы "трехмахового высотного самолета" состоялся в день памятной речи Линдона Джонсона. Дабы избавить президента от необходимости вранья, Пэрк и Шальк перегнали два опытных перехватчика из Грум-Лэйк в Эдварде. Ранним субботним утром 29 февраля 1964 г. невиданные самолеты приземлились на полосу главного испытательного центра ВВС США несказанно удивив своим внешним видом персонал базы. Фотографии первого прототипа YF-12 стали первыми снимками официально распостраненными пресс- службой ВВС США, правда, "подавался" он как А-11. Первая фотография вызвала бурю откликов и комментариев в авиационной прессе. На снимке самолет был запечатлен в профиль: а посему аналитикам оставалось лишь гадать о том, как выглядит А-11 в плане. Порой фантазия экспертов уходила очень далеко от реальности. Первая официальная демонстрация "живых" самолетов 30 сентября 1964 г. на базе Эдварде позволила авиационным журналистам более реально оценить внешний вид машины; один YF-12A (первый прототип) демонстрировался на стоянке в ангаре, два – в полете. В то же время слух о количестве уже построенных перехватчиков военные не посчитали нужным развеять: журнал "Интеравиа" в отчете о показе писал, что изготовлено "около 12 самолетов YF-12A".
Демонстрировавшиеся перехватчики были выкрашены в сине-черный цвет, что дало повод журналистам обозвать их "Черными птицами" – Blackbird, кстати "blackbird" – это дословно "дрозд". Честно говоря, дрозд как-то не ассоциируется с творением команды Джонсона, впрочем, зверек- вонючка тоже довольно нестандартный символ для коллектива авиационных конструкторов высочайшей квалификации.
В программе летных испытаний было задействовано три прототипа. Истхэм все полеты выполнял на первом построенном YF-12. Полеты проходили спокойно. Спокойно настолько, насколько вообще могут быть спокойными испытательные полеты. При попытке достичь расчетной крейсерской скорости М=3,2 возникли автоколебания перехватчика по рысканью. Причина нестабильности выяснилась после расшифровки контрольно-записывающей аппаратуры. На первом YF-12 была установлена новая, полностью электрическая, система управления воздухозаборниками, которая, как оказалось, имела перекрестные связи между каналами рысканья и крена. Малейшее изменение угла крена на скоростях порядка трех Махов приводило к нестабильной работе воздухозаборников и, как следствие, к изменению курсового угла. Проблему возникновения автоколебаний удалось разрешить доработкой системы управления. В еще одну неприятную ситуацию попал Билл Уивер: у него перед посадкой не сложился подфюзеляжный киль. Опытный пилот сумел посадить машину лишь помяв упрямую вертикальную поверхность.

YF-12, принадлежащий NASA, в испытательном полете вместе с F-5
Кульминацией летных испытаний стали полеты на проверку работы СУО и пуски ракет, в которых принимали участие второй и третий прототипы. Штатное вооружение перехватчика должно было включать три ракеты GAR-9 (в ходе испытаний в связи с общей сменой системы обозначений индекс ракеты поменялся на XAIM-47), располагавшихся на внутренней подвеске в специальных отсеках в наплывах фюзеляжа; в четвертом отсеке предусматривались места для блоков СУО ASG-18. Сначала ракеты просто сбрасывались. Установленные в специальных гондолах под двигателями кинокамеры фиксировали процесс сброса. Уже первый полет на сброс выявил интересную особенность: если бы двигатель ракеты был включен – "изделие" поразило бы перехватчик аккурат в районе кабины летчика. Систему пуска ракет пришлось переделать, сброс ракеты стал производиться с помощью пиротехнических устройств, проще говоря – их отстреливали. Реальных пусков с включением двигателя УР всего произвели двенадцать, причем восемь – выполнил Истхэм: а остальные четыре – летчики ВВС.
"Пусковой" этап испытаний расширил географию базирования футуристических машин "Сканк Уоркс" – все полеты на сброс и применение оружия выполнялись с базы Эглин. Авиационный комплекс перехвата поразил видавших виды офицеров американской ПВО. В одном из полетов летящий со скоростью М=3,2 на высоте 24 500 м YF-12 с дистанции в 200 км сбил беспилотную мишень Боинг JQB-47, мишень летела на высоте всего 450 м. Штабисты немедленно просчитали: 93 "трехмаховых" перехватчика, оснащенных УР AIM-47, способны полностью заменить весь флот самолетов ПВО F-102 и F-106 и прикрыть всю континентальную территорию США от атак низколетящих высокоскоростных бомбардировщиков противника. Информацию об успешном перехвате маловысотной цели обнародовали только в конце 1971 г. Проведенные расчеты стали отправной точкой длительной схватки за бюджетные ассигнования на постройку перехватчиков между командованием ВВС и министром обороны Робертом Макнамарой.