“巨鼠”MK4 火箭弹，尾部弹翼可折叠
F-86A 向后滑动的座舱盖在 NA-164/165 上改为向后打开的铰接式座舱盖。铰接式座舱盖在紧急弹射时较安全和容易。飞机还配备了全动平尾，所有控制机构都为液压驱动。
1950 年 2 月，航空火箭被选为标准武器，关于 20 毫米航炮的所有研发计划都中止。
1949 年 7 月 19 日，空军部长正式表示支持“佩刀”截击机计划。1949 年 10 月 7 日空军与北美签订了两架 NA-164 和 122 架 NA-165 的合同。因为 NA-164/165 和最初的 F-86A 之间只有 25% 的相同之处，实质上是一种全新的飞机，USAF 决定给新截击机一个新的型号——F-95。稍早前苏联宣布首枚原子弹试爆成功给 F-95 项目带来更大的压力，1950 年 6 月 2 日空军又增订了 31 架，这样 F-95 的定购总数达到了 153 架。
休斯飞机公司负责电子火控系统的研发。1949 年 11 月 18 日休斯公司提议，该系统要能计算出火箭攻击的前置碰撞航线，而不使用传统的尾随曲线攻击方法。休斯为此发展出 E-4 系统，但功率 250 千瓦的 E-4 系统在进度上延误，所以首批 37 架生产型 F-95 将安装性能较低的 50 千瓦的 E-3 系统。
首架 NA-164 于 1949 年 9 月在北美工厂下线。当时这架飞机的型号是 YF-95A，并且在机鼻标出。有趣的是两架 YF-95A 原型机的序列号排在了生产型之后（YF-95A 的序列号 50-577/578，F-95 生产型的序列号从 50-455 开始）。
第一架 YF-95A 50-577，仍采用滑动座舱盖
当时火箭和火控系统都没有准备好，为了不耽误两架原型机试飞，两家飞机交付时没有安装上述系统。YF-95A 还安装了 F-86A 的操控系统，并保留了 F-86A 的 V 形风挡和滑动式座舱盖，发动机是 J47-GE-17 的一种早期型号，最大推力限制在 2,268 千克，加力推力 3,016 千克。
50-577 在 1949 年 11 月 28 日运抵木洛克，12 月 27 日首飞，试飞员韦尔奇。在 1950 年间，北美公司的飞行员进行了约 74 架次飞行来评估发动机电子控制系统和加力燃烧室的功能。
1950 年 5 月 26 日北美航空收到了休斯 E-3 火控系统，安装在了第二架 YF-95A（50-578）上并在九月开始测试。1950 年 10 月 17 日，这一飞机移交给休斯进行为期两年的航电研发测试。
第二架 YF-95A（50-578）飞行在木洛克干湖上空
50-577 安装了“巨鼠”火箭的可收放发射架后前往加州因约肯（Inyokern）附近的中国湖海军导弹靶场进行测试。2.75 寸火箭有 3.42 千克弹头，推进剂耗尽时可以达到 762 米/秒的速度，射程 4,113 米。1951 年 2 月 YF-95A 实施了首次试射。发射时火箭发射架向下伸出，火箭可以分几次发射或一次齐射，发射后火箭尾翼自动张开。
F-86D 伸出机腹发射架，发射“巨鼠”火箭
F-86D 机腹的收放火箭发射架
1950 年 7 月 24 日，基于政治原因 F-95 的型号改为 F-86D。北美公司的官员解释说 F-95 是新研制型号，要获得单独拨款必须要经过国会这一关。而已有型号的改型可以归到另外的预算目录下，所以 F-86D 比 F-95A 能更容易“卖”给国会。但是 USAF 宣称真正的理由是承包商给出的新机价格往往比发展型更高，即使 USAF 最初已同意 F-86D 实质上是“新”飞机并将型号改为 F-95A，但出于“节约纳税人的钱”的目的，他们说服北美管理层同意将这架飞机视为 F-86 的改型，型号改为 F-86D。
朝鲜战争的压力导致美国担心苏联随时攻击本土，对 F-86D 的采购也戏剧性地加速。1951 年 4 月 11 日 USAF 签署了 188 架 F-86D-20-NA（NA-177）的合同。1951 年 7 月 18 日另外一个 638 架 F-86D-25~D-35 的合同经过核准，公司型号 NA-173。现在 F-86D 生产型的订购总数达到了 979 架。
第一个生产批次是 F-86D-1-NA。首架 F-86D-1- NA（50-455）在 1951 年 3 月交付 USAF。这一架飞机具有生产型的配置——绞接式座舱盖，大面积垂尾，没有上反角的全动平尾。飞机也安装了 J47-GE-17 发动机的生产型，最大推力 2,460 千克，加力推力 3,400 千克。D-1 的后机身经过重新设计，尾喷管直径比原型机小，平尾和后机身增加了涡流发生器，以降低这些区域的潜在阻力。所有的 D-1 都安装了 E-3 火控系统。
正在装填火箭的 F-86D-1-NA
F-86K 尾部的涡流发生器，注意垂尾根部的减速伞舱盖
全动平尾具有载荷感觉器。F-86D 比 F-86A 的纵向操作性能更好，消除了高亚音速时的操纵反效现象。但全动平尾也带来一些副作用，它非常敏感，当飞行员在进行低空高速飞行时，他可能在不经意间引起剧烈的人为俯仰飞行。但只要飞行员松开杆，振动即可停止。虽然后来的一些改进有助于改善此问题，但在整个服役期 F-86D 间都需要小心驾驶。
F-86D-1-NA 空重 6,200 千克，战斗重量 7,390 千克。海平面最大速度 1,113 公里/小时，初始爬升率 3,719 米/分。F-86D-1 没有达到 1950 年 6 月签订合同时允诺的 1,137 公里/小时的速度，但还是比同时代的诺斯罗普 F-89C“蝎子”（1,046 公里）和洛克希德 F-94C“星火”（1,030 公里）快。F-86D 被选择装备防空司令部 2/3 的联队，在 1950 年代末期间成为防空司令部主要的截击机。
F-86D-1NA 的交付一度由于休斯 E-3 火控系统而耽误，并且还发现电子燃料控制系统存在问题。最后一架 F-86D-1 直到 1952 年 10 月才交付 USAF，这已是合同签署后的 3 年。