诺斯罗普在1929年制作的“飞翼飞机”
诺斯罗普研制的第一架真正的飞翼是N-1M，号称“诺斯罗普第一模型”（Northrop First Mockup）。到1940年时，诺斯罗普已经是他自己开创的飞机公司的头头了。N-1M是一款小型的试验平台，翼展仅有38英尺（约11.59米）。该机主要由木材制成，这使得诺斯罗普可以很容易地对飞机作出修改。包括方向舵在内的气动控制面都“嵌入”了飞翼本身。
N-1M的测试结果相当好，好到足以让诺斯罗普在1941年向陆军航空队提出了申请以专门对此型飞机展开设计研究。与联合飞机公司（Consolidated Aircraft）和波音公司一道，诺斯罗普也被军方邀请提交一款轰炸机的建议方案，设计要求为航程6000英里（约9600千米），最高时速450英里（约720千米/小时）。当时B-29轰炸机还在研发之中，但军方提出，新飞机较之B-29的各项预期性能要有一定的提升。
诺斯罗普制作的N-1M飞翼验证机，可视为B-2隐身轰炸机的“鼻祖”。 一开始N-1M的翼尖是下反的，意在增加稳定性，但后来发现无此必要
在博物馆中幸存到今日的N-1M，得以让我们一窥其“真容”
壮观的XB-35
诺斯罗普设计的原型轰炸机被命名为XB-35，这款设计外观优雅、令人惊叹，给人们留下了深刻的印象──它就像一整段壮观的、优美的抛光铝材。所有的飞行控制面中，“升降副翼”（elevons）既可以作为升降舵发挥作用，也可以作为副翼发挥作用；襟翼则可以作为方向舵发挥作用。襟翼和副翼都安装在飞翼的后缘上。
XB-35的顶部有几处“凸起”和“气泡状结构”，特别是在飞行员位置上方的有机玻璃气泡状舱罩和用于导航员进行观测的较小的一个气泡状舱罩。不过，机组成员舱、油箱和弹仓都位于机翼内。这个“飞翼”足够厚，在“翼根”处厚达85.5英寸（217.17厘米），这可以给标准的9人机组提供狭窄的驾驶舱空间。
XB-35顶部的几处“凸起”和“气泡状结构”，照片中右侧的气泡式座舱盖下方为串列驾驶舱，前座是飞行员，后座是机枪手而不是副驾驶员
在XB-35众多不寻常的特点中，一大亮点是同轴对转螺旋桨：每两具螺旋桨为一组安装在一起，一前一后地配置，两具螺旋桨都安装在同一台发动机的传动轴上，但按照相反的方向旋转。这比反向旋转的螺旋桨要复杂得多，因为反向旋转的螺旋桨虽然也沿相反的方向旋转，但每条传动轴上只有一具螺旋桨（译者注：所谓“反向旋转螺旋桨”常见于双引擎或者多引擎的固定翼飞机，指的是其两侧的螺旋桨转动的角速度方向相反）。
XB-35安装有4台普拉特•惠特尼公司的“大黄蜂”气冷星形发动机，R-4360-17型和R-4360-21型各两台。“大黄蜂”配有双涡轮增压器，采用强制风冷，冷却空气从机翼前缘的狭长进气口引入。每台发动机通过一根高于翼面的加长传动轴驱动一组安装在机翼后缘的同轴对转式4叶推进螺旋桨。上图所示的就是R-4360“大黄蜂”气冷星形发动机，可见其长得夸张的传动轴
XB-35复杂的对转螺旋桨导致了很多的问题，不得不停飞改装
这种颇为“前卫”的推进系统具有更高的效率，但它从未在实际工作中展现出它所应该具备的高性能。最终，人们还是为XB-35换上了更加传统的单向旋转螺旋桨。
1941年底，美国陆军航空队订购了两架XB-35，当时的新闻报道对此可谓是欣喜若狂：“也许离飞翼布局主导包括军事、商业和个人飞行在内的整个领域的那一天已经不远了”，《纽约时报》在1941年11月发表了这样一番“高见”。
到了1942年，诺斯罗普更是交了进一步的好运──当时，美国陆军航空队取消了购买402架马丁公司的B-33轰炸机的合同，并将修改后的订单在XB-35和联合飞机公司的XB-36之间进行了平均分配。由于诺斯罗普设在加利福尼亚州霍桑市（Hawthorne）的工厂已经没有多余的总装线来满足这一产能了，于是XB-35的生产将由马丁公司接手。
诺斯罗普预计第一架XB-35将于1943年11月交付，但计划受到了生产问题的困扰，飞机航程和速度的测试结果也令人失望。1944年5月，由于对战时轰炸机的预期需求量减少，美国陆军航空队取消了XB-35的生产合同，但出于测试目的，还是将诺斯罗普的飞翼项目继续了下去。
杰克•诺斯罗普（Jack Northrop），照片摄于1946年XB-35飞翼飞机首飞测试期间，地点是加利福尼亚州的穆拉克陆军机场。飞翼的发展直到1949年美国空军取消了该计划时才停止
XB-35最终在1946年6月进行了首飞，这比预定日期拖后了3年，预算也超支了400%！此时，该项目又出现了新的问题。
“原子弹大大地改变了战略作战的性质”，美国空军的历史学家理查德•P•霍林（Richard P. Hallion）这样说道。“在未来的岁月中，开发能够装载当时结构复杂的、一万磅（约四吨半）重的原子弹的轰炸机将越来越重要。XB-36可以做到这一点，诺斯罗普的XB-35和后来开发的YB-49却做不到。”
新闻媒体却基本没有停止鼓噪。《纽约时报》在1946年6月宣称，XB-35可以“携带更多的炸弹，比历史上任何飞机飞得都更远更快”，而且能够“超过今天的大多数战斗机”。
或许是为了显得自己对飞翼比《纽约时报》更有热情，美国的《空军》杂志（译者注：考虑到时间是1946年，因此更合适的称谓似乎应该叫《航空队》）在1946年7月预测道：“与相同发动机功率、重量和燃油搭载量的常规布局飞机相比，飞翼能够：一、多携带四分之一的有效负载；二、以同样多的燃油飞行时，航程可多出四分之一；三、在相同的推力或实际功率下飞行时，速度大约快百分之二十”。