经过这几番的折腾，XP-86 的研制进度落后于海军的 XFJ-1。XFJ-1 在 1946 年 11 月 27 日首飞，而 XP-86 还要再过 1 年多。
1946 年 2 月 28 日，后掠翼的 XP-86 模型通过了审核。1946 年 8 月北美生产车间收到了基本工程图纸，并切割了第一片金属。USAAF 对 XP-86 的性能寄予厚望，1946 年 12 月 20 日签下 33 架生产型 P-86A 的合同，直接跳过服役测试阶段。3 架 XP-86 原型机安装推力 1,814 千克的 J35 发动机，生产型 P-86A 将使用通用电气 TG-190（J47）涡轮喷气发动机，产生 2,268 千克推力。
P-86 的机翼是双层蒙皮结构，在机翼油箱外板与机翼蒙皮间填充了沿翼展方向的金属瓦楞结构。此结构代替了传统翼内油箱的翼肋和桁条结构，为机翼提供了足够强度的同时又不占用翼内油箱的容积。
XP-86 准备安装在机翼上的减速板并不适合使用在后掠翼上，于是改用后机身两侧以及机腹下的三片门式液压减速板。这些减速板在任何速度和高度下都可以向前开启，包括速度大于 1 马赫时。
三架原型机中的第一架 45-59507 于 1947 年 8 月 8 日在英格伍德（Inglewood）工厂下线。安装额定静态推力 1,814 千克的 J35-C-3 涡轮喷气发动机。飞机没有安装武器。在几次地面滑行与制动测试后，飞机被拆卸后使用卡车运送到木洛克（Muroc）干湖陆军航空基地，并重新组装。
试飞员乔治.韦尔奇（George "Wheaties" Welch）在 1947 年 10 月 1 日驾驶 XP-86 进行了首飞。在飞机准备进场着陆放下起落架前，飞行一切顺利。韦尔奇发现前起落架无法放下，惊出一身冷汗。韦尔奇摇晃飞机，试图能使前起落架放下，但 40 分钟仍无结果。 韦尔奇准备实施双轮降落。幸运的是受到主轮震动的冲击，前起落架终于放下，飞机安全着陆。后掠翼 XP-86 在有惊无险中完成了首飞。
1947 年 10 月 4 日，乔治.韦尔奇驾驶 XP-86 飞离干湖床跑道。在完成测试项目后，乔治爬升到 11,277 米进行了俯冲，有可能突破了音速
XP-86 的最大速度是超过 1,046 公里/小时，比当时服役中最快的战斗机快了 120 公里/小时。气泡座舱盖使飞行员视野优良。噪音和震动水平与其他喷气式飞机相比相当低。但 J35 发动机推力不足，XP-86 爬升率只有 1,219 米/分。既然生产型 P-86A 要安装 1,029 千克静态推力的通用电气 J47，没有人太担心。
1947 年 10 月 16 日，USAF 最后正式批准 33 架 P-86A 固定价格合同，以及 190 架 P-86B 的意向合同。P-86B 是 P-86A 的结构强化型，适合野战机场起降。
XP-86 不多见的彩色照片
实际上有可能是 XP-86 而非贝尔 XS-1 成为第一架超音速飞行的飞机。在 XP-86 的一些初期测试中，乔治.韦尔奇报告在高速俯冲时，遇到空速表和高度表指针异常跳动的情况，这可能意味着当时他已经达到音速。但是当时北美没有办法在跨音速范围内校准空速表，因此他们无法知道 韦尔奇到底飞多快。1947 年 10 月 14 日，查克.耶格尔（Chuck Yeager）在 XS-1 上飞行速度超过马赫 1。虽然此事对公众保秘，但北美测试小组还是通过小道消息得知这一个壮举，于是说服 NACA 使用先进仪器追踪高速俯冲的 XP-86，看看 XP-86 到底能不能达到音速。这一测试在耶格尔飞行 5 天后进行，即 10 月 19 日，仪器显示乔治.韦尔奇达到了 1.02 马赫。10 月 21 日再一次测试，结果相同。既然韦尔奇在 10 月 14 日耶格尔超音速飞行之前已经进行了类似的试飞，有可能是他而不是耶格尔，是世界上超音速飞行第一人。
X-1
无论如何，这次 XP-86 的超音速飞行立即得到认可，速度纪录还保持了好几个月。1948 年 5 月，军方公布了乔治.韦尔奇驾驶 XP-86 达到超音速，这是第一架超音速“飞机”（此处定义为完全依靠自身动力起降的飞行器），日期是 1948 年 4 月 26 日。实际上军方并无意公布 XP-86 具备超音速能力，而且当日飞行的不是乔治.韦尔奇，而是一名前来评估的英国飞行员，他在达到音速后十分兴奋以至于将无线电通话在公开频率广播了出去。1948 年 6 月 14 日出版的《航空周刊》登出了 XP-86 已经突破音速的新闻，在当时轰动一时。
XP-86 仅在俯冲时能超过音速，同时伴有中等的易处理的抬头趋势，但是在 7,620 米高度以下进行此类尝试会产生滚转倾向，因此长时间超音速飞行是不明智的。生产型佩刀出于安全考虑，在 7,620 米以下速度被限制在 0.95 马赫内。
1948 年 11 月 30 日，XP-86 45-59597 正式交付 USAF。当时型号已经改为 XF-86。
1947 年 12 月初开始了第 2 阶段试飞（由 USAF 飞行员试飞)。发动机换装了额定静态推力 1,814 千克的艾利森生产的 J35-A-5。第 2 和第 3 架 XP-86 原型机（45-59598 和 45-59599）在 1948 年初加入了测试。这三架原型机并非一模一样。第一架与第二架有以下不同之处：燃料标尺，集成在操纵杆上的失速警告系统，紧急液压系统旁路，液压动作的前缘缝翼锁定系统等。第三架原型机是三架飞机中唯一具有全自动前缘缝翼的飞机，速度低于 217公里/小时自动展开。第 2 和第 3 架还装备了 SCR-695-B 敌我识别器信标发射机和 AN/ARN-6 无线电方位测定仪。
在第 2 和第 3 架原型机上，取消了腹部减速板，后机身两侧减速板改为向后打开。这些减速板改动为生产型飞机所采用。
3 号原型机是唯一安装武器的。在座舱两侧的空间内安装了 6 挺 12.7 毫米 M3 机枪，每侧 3 挺。弹药舱安置在机枪舱之下的机身底部，每枪备弹 300 发。机枪通过 Mk18 陀螺瞄准具瞄准，手动测距。