Разработка будущего "Звездного бойца" началась на "Локхид эйркрафт" в Бурбанке, Калифорния. Все, что тогда было у ее конкурентов – это F-100 и не очень удачный проект F-108 "Рэпир" фирмы "Норд Америкэн". Проектом L- 246 с самого начала занимался один из самых плодотворных американских авиаконструкторов – Клэрэнс Джонсон. Два года напряженных конструкторских работ и продувок в аэродинамических трубах привели к созданию самолета непохожего ни на что созданное до того. Если большинство авиафирм делали тогда ставку на стреловидное или треугольное крыло, на бесхвостки, то Джонсон остановился на тонком, прямом крыле, чьи несущие свойства оказались практически идеальными в скоростном диапазоне 900-1400
км/ч. Вид самолета был такой, что позже возникли теории о полном исчезновении на истребителе крыла и превращении его в ракету! Проект был обещающим. В декабре 1952 г "Локхид" представила его на конкурс вместе с предложениями "Рипаблик" и "Норт Америкэн". Вариант "Локхида" был самым легким – проектный вес был всего 5220 кг. Вооружение предполагалось из пары 30-мм пушек. В марте 1953 г победителем был объявлен проект "Локхида", но условия контракта были не очень приятными – заказали только два опытных XF-104, причем начать летные испытания требовалось через год.
Проектирование и постройка первого опытного самолета чем-то напоминали гонку. В феврале XF-104 был представлен на летные испытания по I и II категориям ВВС США. Самолет был неподражаем – длинный нос, очень тонкое крыло со стреловидностью по передней кромке, стабилизатор на киле. Сначала были подлеты. Впервые самолет оторвался от земли 27 февраля 1954 г. 4 марта состоялся первый настоящий полет под управлением А.В.Левира. В воздухе его сопровождал "Старфайер" F-94C. Первоначально испытания проводились "Локхидом", а потом самолет был передан ВВС. Во время первых двух полетов шасси отказывалось убираться, давление топлива в системе питания двигателя оказалось недостаточным, но более серьезным недостатком оказалась малая тяга двигателя. Турбореактивный XJ65FW-67 представлял собой вариант английского "Сапфира", адаптированного на "Кертисс-Райте". Тяга на форсаже была только 4675 кг – много меньше 6720 кг первоначально запланированного J79. Уже во время испытаний XF-104 получил более мощный вариант – J65, но это мало помогло: летные данные были заметно меньше расчетных. Максимальная скорость составила М-1,79. Тем не менее самолет был самым скоростным среди "сотой серии", и это позволило в октябре получить заказ на семнадцать YF-104A, предназначенных для войсковых испытаний. При этом рекомендовалось в максимально сжатые сроки поставить на истребитель J79.
