YF-16“首飞”时的场景
1973年12月13日，首架YF-16在通用动力公司位于德克萨斯州沃思堡（Fort Worth）的工厂中正式下线。它那独特的、充满未来感的外形通过丰富多彩的红、白、蓝三色涂装而显得格外引人注目。媒体对这架飞机进行了广泛的报道，促进了人们对这架新的轻量级战斗机的强烈兴趣。
YF-16座舱中的厄斯特赖歇尔
这架飞机急切地渴望飞行，1974年1月20日，发生了计划外的第一次飞行：当时，通用动力公司的试飞员菲尔•F•厄斯特赖歇尔（Phil F. Oestricher）正驾驶着YF-16在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地进行高速地面滑跑测试，当这架YF-16突然飞离跑道时，右侧的水平尾翼还刮到了跑道的表面。在迅速对此做出反应后，厄斯特赖歇尔增大了推力并继续起飞，而不是中止滑跑。这次意外的飞行持续了约6分钟，YF-16在没有发生事故的情况下着陆了。YF-16专门在当年的2月2日进行了正式的首飞。厄斯特赖歇尔进行了一场完美的为期90分钟的飞行，期间反复收放了起落架，飞机爬升到了30000英尺（9144米）的高空，空速345英里/小时（约555千米/小时）。侧操纵杆在飞机的三轴机动中表现良好，而且在15000英尺（4572米）的高度上进行转弯机动时的过载被限制在了3个G以内。在同一高度上还测试了飞机的低速操纵特性（在起落架放下的情况下）。
两架F-16和两架F-106编队飞行。F-16被美国空军选中以替换老旧的F-106截击机和F-4多用途战斗机
在任务简报中，厄斯特赖歇尔说这款喷气机响应非常迅速，而且加速到计划的最大速度时“非常迅速地就完成了”。他赞扬了YF-16由单片式一体成形座舱罩提供的“卓越的视野”，他说YF-16的座舱罩会“打动所有的战斗机飞行员”。
在通用动力公司的飞行员完成了YF-16的初步试飞之后，美国空军的飞行员们开始了他们的评估。最终，由试飞员组成的小组将在相互竞争的YF-16和YF-17之间来回奔波。他们关于飞机技术和性能优点的详细报告将推动美国空军决定谁将是最终获胜的承包商。
YF-16与F-4比较转弯能力，其中内圈是YF-16。可以看出二者转弯能力的差距
1974年11月，大约是在竞标结束前1个月的时候，两架YF-16原型机已经累计飞行了376小时，其中包括12小时的超音速飞行──最高速度达到了2马赫。这款喷气机的升限刚好超过60000英尺（18288米）。在爱德华兹靶场（Edwards Range）开展的M61“火神”航炮射击拖曳靶标及扫射试验总共消耗了超过12500发20毫米口径的炮弹。对AIM-9“响尾蛇”导弹和Mk 84炸弹的实弹投掷测试也进行了，空对空战术和空战机动则在与当时现役的战斗机（如F-4E“鬼怪Ⅱ”）之间展开。
美国空军的F-16战机飞行员正准备在起飞线上起飞，照片摄于吉布提的勒莫尼耶军营（Camp Lemonnier），时间是2016年的11月份。F-16战斗机已经服役了将近40年之久
在评估之后进行的一大调整是针对侧杆控制器的。YF-16的侧杆因为力传感测量机制方面的原因而使得飞行员几乎不用做出较大的推拉动作，这也导致飞行员失去了真正的飞行控制的感觉。最终，为了解决这一问题，在YF-16的操纵杆上进行了这样的修改：有意“增加”了一点杆力。
YF-16的力感应操纵杆是固定不动的，这让厄斯特赖歇尔在高速滑行测试中犯了经验主义错误，导致意外首飞
就在LWF项目有条不紊地推进的时候，诺斯罗普公司已经从容不迫地推出了其成功的出口型战斗机F-5的潜在继任者。该公司的P530“眼镜蛇”项目当时已经进入了发展阶段，而P530项目与LWF提出的各项指标相当匹配，这就让诺斯罗普公司在这场比赛中拔得了头筹。诺斯罗普公司的领导者们计划在国际舞台上推销P530的同时争夺LWF的合同。在优化设计使其更好地满足LWF项目的要求之后，诺斯罗普公司的设计师们提出了P-600项目。尽管诺斯罗普公司积极地推销P600，但却未打开任何销路。最终，P600项目中那些最优秀的设计亮点统统被纳入了YF-17原型机当中。
诺斯罗普公司的P530“眼镜蛇”设计方案
1973年6月的P-600设计图
56英尺（约17.069米）长的YF-17采用了根据空气动力学设计的可变弯度机翼，翼展为35英尺（10.668米），两片垂直尾翼向外倾斜。机翼和机身通过“前缘翼根延伸段”（即边条翼，英文缩写为LEX）连接在一起，该设计基本上让主机翼的升力翻了一番，并且在高攻角机动时可将空气直接导入进气口中。YF-17从P600项目中继承下来的特点包括用二维固定斜板进气道代替了中间有固定式激波锥的进气道。飞机采用两台通用电气公司的YJ101-GE-100发动机，单台发动机在打开加力后燃器的情况下产生的推力为15000磅（6804千克）。边条翼的外形根据面积律进行了进一步的优化，机翼面积也减小到了350平方英尺（约32.52平方米）以改善跨音速/超音速性能。这款喷气机总重23000磅（10432.8千克）。
1974年4月4日，诺斯罗普公司那充满未来感的YF-17“眼镜蛇”在加利福尼亚州霍桑（Hawthorne）市的工厂中下线。在讲述该公司取得的成就（如生产了低成本的T-38“禽爪”、F-5A/B“自由战士”和F-5E“虎Ⅱ”等）时，诺斯罗普公司的总裁托马斯•V•琼斯（Thomas V. Jones）说：“这些机型证明了诺斯罗普公司在应用技术以设计先进的战斗机方面走过了20年的成功历程，同时，诺斯罗普公司设计的这些战斗机较好地控制了成本，从而使得它们能够达成必要的采购数量。”