勒杜克O.21沿用了勒杜克O.10的基本设计，针对勒杜克O.10在试飞中所暴露的缺点进行了该进。该机尺寸放大了30%，双翼梁平直机翼的相对厚度降低至8%，并在翼尖增加了副油箱，载油量增加到2865升。勒杜克O.21还沿用了勒杜克O.10的整体逃生舱设计，与勒杜克O.10不同的是，勒杜克O.21的单座座舱具有增压功能。鉴于勒杜克O.10座舱视界糟糕，勒杜克O.21的座舱前移至进气口前方，进气锥除了头部一小段为金属蒙皮外，其余部分都被环形有机玻璃风挡覆盖，大大改善了飞行员的视界，头锥可整体向前滑动以便飞行员进出座舱。为了使飞行员在降落时能够看到跑道，在风挡正上方还安装了潜望镜。座舱后部的空间安装有无线电、氧气设备、航电系统、以及逃生舱的降落伞。
勒杜克O.21结构图
因为勒杜克O.10的人力收放起落架设计不够可靠，勒杜克O.21改用液压收放的自行车式起落架，串列双轮主起落架向上收入机腹，尾部安装了固定式并列双轮尾起落架，在两侧翼尖副油箱中还有一对单轮辅助起落架，向上收入油箱。
勒杜克O.21的头锥与座舱
勒杜克O.21最大的改进在于发动机，冲压发动机直径增加到2.3米，环形燃烧室也由五层结构进化为六层结构，预计推力达9600千克，整机推重比超过了1.6！该机的环形燃烧室中心安装了一台280轴马力的透博梅卡“阿都斯特”I涡轴发动机，用于驱动液压伺服机构、发电机和燃油泵，这在当时是一大创新。涡轴发动机从座舱后的一圈环形槽状进气口引气，燃气排入冲压发动机燃烧室。由于涡轴发动机并不产生推力，所以勒杜克O.21仍需要驼载起飞。尽管该机是验证机，还是预留了机炮的安装空间。雷内•勒杜克希望该机能实现超音速飞行，但该机的主要任务是研究冲压发动机的自动控制油门。
1953年勒杜克O.21和试飞团队
1953年第一架勒杜克O.21-01验证机完工。5月16日的一个晴朗的早上，“朗格多克”驼载勒杜克O.21-01进行了首次试飞，8月7日进行了首次动力试飞。让•萨拉伊和伊凡•利托尔共同承担勒杜克O.21和勒杜克O.10-03的试飞任务。1954年3月1日第二架勒杜克O.21-02加入试飞，两架勒杜克O.21共进行了385架次试飞，其中248架次是分离后的自由飞行。由于勒杜克O.21仍是亚音速设计，在试飞中的最大速度才飞到0.9马赫，实用升限20000米，海平面爬升率为惊人的200米/秒，在9000米高度仍能维持在40米/秒。因为勒杜克O.21仍是验证机，所以没有精确的航程数据，在点火后冲压发动机能持续运行12分钟。
因为勒杜克O.21仍是验证机，所以没有精确的航程数据，在点火后冲压发动机能持续运行12分钟
勒杜克O.21-02剖面图
勒杜克O.21-02多角度照片
1955年6月CEV在巴黎航展公开展示了两架勒杜克O.21验证机，两架“朗格多克”驼载着勒杜克O.21在航展的显著位置进行了静展。随后CEV试飞员伯纳德•威特驾驶勒杜克O.21进行了飞行表演，“朗格多克”/勒杜克O.21组合体在350米高度分离，威特进行了一次低空高速通场，轰鸣的“飞行子弹”震撼了全场观众。
巴黎航展上展出的勒杜克O.21-01与“朗格多克”运输机组合体
勒杜克O.21与“朗格多克”运输机分离
1956年12月4日，在勒杜克O.22投入试飞之后，两架勒杜克O.21正式退役。
勒杜克O.21数据：
勒杜克O.21三面图
乘员：1
机长：12.50米
高度：4.05米
翼展：11.60米
翼面积：22.0平方米
空重：3300千克
最大起飞重量：6000千克
发动机：一台勒杜克冲压发动机，推力9600千克
最大速度：900千米/时
实用升限：20000米
勒杜克O.22
勒杜克O.10和O.21给法国空军留下了深刻印象，他们希望雷内•勒杜克能研制出一种2马赫截击机，可在短时间起飞并爬升击落来犯的苏联轰炸机。在勒杜克O.21的试飞步入正轨后，雷内•勒杜克开始了勒杜克O.22的研制。
即使以今天的眼光来看，勒杜克O.22的外形仍然相当科幻，带座舱的头锥更加尖锐，桶状机身更加的笔直。为了实现超音速飞行，勒杜克O.22终于采用了后掠翼设计，由于相对厚度更薄导致整机载油量下降到2500升。同时该机还采用了带下反角的全动平尾，在超音速时可以提供更好的俯仰控制。此外所有的操纵翼面都配备了勒杜克专利的伺服系统。勒杜克O.22的尾翼翼尖都有配重棒用于除颤，机翼的细长翼尖副油箱也可以起到相同的作用。
勒杜克O.22侧面线图
