F5D-1 首次试飞在 1956 年 4 月 21 日于爱德华兹空军基地进行，试飞员是鲍伯•拉恩。在此次试飞中，飞机就达到了超音速，而且表现出易于操控的品质。它具有两倍于“天光”的航程，海平面最大飞行速度超过了 1,000 英里/小时，整体表现非常良好。
NASA 208 号机
BuNo139208 的 F5D-1，NASA 编号 212
F5D-1 Skylancer 座舱
但是，在那个更新换代极为迅速的时代，作为“前浪”的 F5D-1 的命运很快就被后起的“大浪”所淹没。在那 19 架订货中只有 4 架被实际制造出来，2 架为原型机（139208 与 139209）和2 架生产型（142349 与 142350），它们全部装上了 J57 发动机。在测试评估期间，“枪骑兵”们表现出色，但是海军后来还是采用了沃特公司的 “十字军战士（Crusader）”战斗机。全新研制的“十字军战士”比缝缝补补的“枪骑兵”在先天上更为具有优势，更为重要的是，“十字军”比“枪骑兵”早一年飞上蓝天，再加上格鲁曼公司的 “虎”战斗机也已经首飞成功。因此，到了 1956 年 11 月，“天空枪骑兵”项目被取消了。
虽然海军判了死刑，但有不少人始终认为 F5D 并不比 F8U 差。一些历史学家相信政府政策在这里起到了关键作用。因为当时道格拉斯公司不光在生产舰载战斗机，而且还在生产舰载攻击机，同时在研或者制造的就有 A3D“天空战士（Sky warrior）”、A4D“天鹰（Sky hawk）”、F4D“天光（Sky ray）”以及 AD“天袭者（Sky raider）”这几种作战飞机（生意兴隆啊！）。这些飞机已经在海军作战飞机中占了很大比例，再给 F5D 的合同将会使道格拉斯公司在海军军机生产方面接近垄断了，而那样做绝对不是什么好主意。一位叫做史蒂夫•金特（Steve Ginter）的研究者就写了一本名为《DOUGLAS F5D-1 SKYLANCER》的书，他在序言中写道：“道格拉斯公司的 F5D-1 是 F4D-1‘跨越式’发展的产物。许多人相信‘空中枪骑兵’与它的竞争者沃特公司的 F8U‘十字军战士’相比，是更快更好的选择。他们甚至相信如果按照海因曼博士的想法，给 F5D-1 装上 J-79 发动机，它还具有更为深厚的潜力使得它能够超越F-4‘鬼怪II’！！......”
《DOUGLAS F5D-1 SKYLANCER》by Steve Ginter
世界上的事往往就是这样，当你执著的坚持某一件事时，事情的发展却会向一个无法预料的方向发展。F5D-1 就是这样。争取的结果是在经历了 1950 年代末期到 1960 年代初期的一系列军方测试项目后，1961 年，2 架（139209 与 142349）停飞退役。另 2 架编号 BuNo139208 和 Bu.No.142350 的原型机则被送到了国家航天咨询委员会（NACA：National Advisory Committee for Aeronautics，是国家航空航天局，即 NASA 的前身）位于爱德华兹空军基地的德莱登飞行试验中心（Dryden Flight Research Center at Edwards AFB），开始从事各类航空航天的科研任务。NACA 看中 F5D-1 的原因是它的三角翼布局与当时在研的一系列飞行器有相似之处。
139208 号机编号改为 NASA 212，被用于美国超音速运输机计划（Supersonic Transport Program，简称 SST），以测试准备在 SST 上使用的 S 型机翼，为此机翼被改成了小尺寸的 S 型机翼。1963 年，该机又被送到了 Ames Laboratory，在那里被改称 NASA 708，并于 1968 年 4 月退役。
波音公司的 SST 方案波音2707-200
Douglas F5D-1 Skylancer S 型机翼试验平台
142350 号机编号改为 NASA 213，参与了 Dyna-Soar 计划（Project Dyna-Soar：“Dyna-Soar”是“动力-翱翔”，即 Dynamic Soaring 的简称，是 的起飞-着陆方式的描述），用于为计划中 X-20 航天飞机（与德国在 1980 年代开发的“桑格”（Sanger）空天飞机的轨道器相仿）提供实验数据。于是在爱德华兹（Edwards）空军基地，NACA 通过使用该机进行所谓“螺旋桨停转着陆”（dead stick landing）的无动力滑翔试飞以获得飞行数据，同时开发逃生程序，以解决困扰开发小组的由于助推火箭不可靠导致的安全性问题。驾驶该机进行试飞的有后来第一个登上月球的人尼尔•阿姆斯特朗（Neil A. Armstrong）。
