Успешные испытания первого прототипа ускорили подготовку следующей опытной машины (№ 145158), т. к. изменения, вносимые по их результатам, были минимальны. К полетам на этом самолете приступили уже 2 ноября. Машина предназначалась, в основном, для отработки системы управления, а также исследования устойчивости и управляемости. За полгода самолет налетал около 64 ч, совершив 48 успешных полетов, но следующий стал для него последним. 3 июня 1959 г. в воздухе произошел отказ электрической и гидравлической систем, после чего летчику-испытателю Герберту Зиглеру (Зик) Хопкинсу (Herbert Ziegler (Zeke) Hopkins) пришлось катапультироваться и заодно первому испытать на практике катапультное кресло HS-1. До того Хопкинс долгое время был летчиком-испытателем ВВС на базе Райт- Паттерсон, позднее в «Норт Америкен» он стал ведущим испытателем ХВ-70, а затем, уже в «Дуглас Эйркрафт», руководил проектами DC-10 и КС-10. Погиб он в 2000 г. в нелепой автокатастрофе: с впереди идущего грузовика на его машину упали тюки сена…
Неудача со вторым прототипом практически не оказала влияния на ход программы. Еще 15 января 1959 г. с флотом был подписан контракт на поставку первых 9 серийных машин, а в ноябре еще на 48. К середине года первые 9 самолетов (№№ 146694-146702) подключили к испытаниям, которые к тому времени переместились в испытательный центр авиации ВМС в Патуксен Ривер (шт. Мэриленд). Всего в тестовых программах было задействовано 16 машин, к моменту окончания испытаний совершивших 2998 полетов общей продолжительностью без малого 4200 ч. Рекордсменом по количеству испытательных полетов стал A3J № 146697, использованный для «сопряжения» с авианосцем. 22 июля 1960 г. именно эта машина впервые совершила взлет и посадку на палубу авианосца Saratoga (CVA-60).
Несколько слов о силовой установке. Оба прототипа и несколько первых серийных «Виджилентов» были оснащены ТРДФ фирмы General Electric J79-GE-2 с тягой на форсаже по 6870 кгс. Следующие самолеты оснащались двигателями J79-GE-4 с усовершенствованным компрессором и увеличенной до 7480 кгс тягой, а затем в дело пошли J79-GE-8/8C. Аналогичные двигатели устанавливали и на другой перспективный самолет ВМС США — F4H-1 Phantom II (см. «АиВ», № 3'2011), что сулило существенную унификацию.
Еще 6 июня 1960 г. в ходе испытаний опытный «Виджилент» достиг скорости 2,02М на высоте 14330 м. Полет примечателен тем, что во второй кабине находилась будущий президент ФАИ Жаклин Кокран (Jacqueline Cochran), которая стала первой женщиной, преодолевшей рубеж в 2 Маха. Флотское командование осознало, что в ближайшее время на вооружение поступит экстраординарный по своему потенциалу самолет. Для демонстрации его возможностей было решено «идти на рекорд». 13 декабря экипаж, состоявший из летчиков испытательного центра морской авиации коммандера (подполковника) Лероя Хита (Leroy Heath) и л-та Ларри Монро (Larry Monroe), достиг рекордной высоты полета с грузом 1000 кг — 27892.6 м. Тем самым был побит рекорд, установленный годом раньше на советском Як-25РВ — 20456 м.
