在1956年开展的关于“试验性远程截击机”项目的竞标活动中，北美公司提交了一款绝对堪称是造型奇特而引人注目的设计，即NA-236方案。该方案准备由两台通用电气公司的J93发动机推动，能够在72000英尺（约2.2万米）以上的高空以超过3马赫的速度飞行。像后来的F-108截击机和B-70轰炸机一样，NA-236方案原本也打算大部分机体框架用钛合金制造，外面覆以蜂窝状结构的不锈钢蒙皮。由于美国空军内部针对远程截击机的需求出现了争议，导致整个项目的研发工作“停摆”了接近两年之久，并预示了NA-236项目的终结 。

　　 不幸的是，与此同时，美军防空司令部却要求五角大楼取消远程截击机项目，并代之以新型中程飞机，新飞机的作战半径为350海里（约650千米）。北美公司的提议暂时被搁置了起来，直到对那款新型中程飞机完成了评估为止。很快，事情变得更加棘手了：在洛克希德公司的F-104“星战士”战斗机问世之后，防空司令部又以此为参照，提出了“轻型截击机”的理念。此时，无论是“中程截击机”还是“远程截击机”项目看上去都有可能下马。1956年5月9日，五角大楼正式取消了远程截击机项目，理由是“这样一款武器系统的效用和可行性受到了质疑”。

一款较为“粗陋”的F-108模型，但其较为精确地表现出了该机型较为晚期的设计布局构造

　　 总的来看，美国空军究竟需要什么样的截击机仍然悬而未决。1956年夏，防空司令部又提出了一系列新要求。这一次，该司令部想要一款能飞到2.5马赫、升限可达7万英尺（约2.14万米）的单座飞机，作战半径300海里（约555千米）。新飞机采用改进后的MX-1179火控系统，该系统是F-102B/F-106截击机上火控系统的改进版。有意思的是，尽管这款机型的作战半径比之前的“中程截击机”还要短，其却被称为是一架“远程”截击机。

F-108截击机的主要任务是在北极圈上空拦截朝加拿大和美国飞来的苏联轰炸机，所以上面这幅艺术家的想象作品恰如其分地表现出了荒凉苔原的背景。图中的F-108展示的是其相对较早期的设计理念。

　　 在这一片混乱之中，五角大楼方面最终认定，最初的“远程截击机”才是美国空军在未来一段时间内真正所需要的，而且应该为其配备新型火控系统和先进的空空导弹。这一决定得到了一个特殊的“将军委员会”的认可，该委员会的主席是阿尔伯特•博伊德（Albert Boyd）少将，他认为，为了保卫美国本土，新型截击机必须能飞到3马赫，升限7万英尺（约2.14万米）以上，而且作战半径应达到1000海里（1852千米）。

这些图纸可以追溯到1958年10月24日，不过呈现出了接近最终版的F-108飞机的布局构造

F-108“轻剑”

　　 根据博伊德将军的指示，五角大楼方面在1957年4月11日重新上马了远程截击机项目。新上马的项目没有再要求各公司提出新的方案，而是直接采用了之前LRI-X项目的竞标结果。1957年6月6日，北美公司被授予了制造两架F-108原型机的合同，这款截击机也是代号为“202A武器系统”（WS-202A）的一部分。北美公司为这个新截击机研制项目赋予了NA-257的代号，虽然这架飞机从外观上来说与之前的NA-236基本相同。空军方面还下达了额外生产31架YF-108A截击机的订单，其宣称的需求量是480架量产型飞机。

当“远程截击机”项目于1958年重启后，基于1956年竞标的结果，美国空军将合同授予了北美公司。对于其设计的飞机，北美公司不太采用其本身的“型号编号”，而更倾向于采用“项目编号”，这也是北美公司成本核算体系的一部分，旨在分配资源和向政府要钱。由于最初的LRI-X项目已被终止，北美公司便为F-108截击机赋予了一个新的项目编号“NA-257”。尽管如此，NA-257方案和之前的NA-236方案在外观上几乎完全相同。风洞测试也在一个较低的水平上持续进行着。根据风洞试验结果，仅对机翼下方安装的安定面、驾驶舱玻璃窗外形进行了微小的改动，并用两片式襟翼取代了之前NA-236方案采用的较大的单片式襟翼 。

　　 1958年5月，北美公司推出了这个48193磅（21.86吨）重，最大起飞重量99400磅（45.1吨）的设计。这款飞机长84.9英尺（25.878米），翼展52.9英尺（16.124米），采用三角翼设计，机翼前缘后掠53.5度，翼面积1400平方英尺（130.064平方米）。飞机安装有翼展19.8英尺（6.035米）的巨大鸭翼，鸭翼安装的位置非常靠前，几乎位于驾驶舱正上方。垂直安定面包括机背后部中线上较大的尾翼，此外两侧还各有一片较小的垂直安定面，两边较小的垂直安定面安装在机翼中部，上下各一片。机身下部还有一片较大的垂直安定面。机组乘员两人，串列坐在整体式弹射座舱内。机载武器为3枚GAR-X导弹，导弹挂载在武器舱内的旋转式发射架上；武器舱舱门开在机身下方，导弹从舱口释放后点火发射。飞机搭载有休斯公司新研制的XY-1火控系统，可对GAR-X导弹进行制导。

艺术家绘制的关于NA-257方案的概念图之一，从图中可以看出，飞机拥有较大的内部武器舱，里面在一具旋转发射装置上挂载有3枚GAR-X导弹。飞机的进气道下缘是逐渐变窄的，但进气道上缘呈方形，这是为了让气流不受突起在发动机进气口前方的鸭翼的干扰。在这幅作品中，红外搜索跟踪系统（IRST）的传感器尚未安装到机翼前缘上 。

　　 飞机的动力装置为两台通用电气公司的J93-GE-1涡轮喷气发动机，每台可以提供的最大推力为22500磅力（约100千牛，10.213吨），不加力推力为14100磅力（约62.72千牛，6.4吨）。飞机有2个机翼油箱和5个机身中央油箱，共可携带7100加仑（约26876升）燃油。飞机起飞滑跑距离为3100英尺（944.88米），6.2分钟即可爬升到40000英尺（12192米）的高空。据估计，飞机的作战半径为1002海里（1855.7千米），飞行高度为72800英尺（22189米）时可获得1721节（3187.3千米/小时）的最大飞行速度。