与YF-12A 60-6396合影的传奇飞机设计师克拉伦斯·“凯利”·约翰逊
1960年10月下旬，洛克希德公司收到了一份价值100万美元的初步合同，启动A-12截击型初步设计工作。美国空军在合同中规定该机必须安装休斯ASG-18火控系统和GAR-9导弹。该项目保密代号被定为“凯德洛克”（Kedlock）的，约翰逊任命罗斯·丹尼尔为项目工程师，并把A-12订单中的第11架飞机指定为AF-12原型机。
洛克希德艺术家绘制的AF-12想象图
1960年12月，洛克希德在“臭鼬工厂”组建了“凯德洛克”的设计团队。为了保密，该团队与A-12“牛车”团队互相不接触，独立工作。
把侦察机改为截击机涉及大量设计修改，主要集中在A-12第715机身站位（FS）之前的前机身位置，该站位也就是前后机身的交界处。
YF-12的设计更改主要集中在A-12第715机身站位（FS）之前的前机身位置
AF-12与A-12在外观上的变化包括：在A-12的“Q舱”（照相系统舱）位置增加第二个座舱；机头安装了一个可容纳1.02米雷达天线的大型天线罩；前机身两侧增加了四个武器舱，其中右前方弹舱用于容纳火控系统设备，所以只能在其他三个弹舱各安装一枚GAR-9导弹。
AF-12的前机身段模型，此时还未考虑安装休斯雷达
1961年1月23-24日，研制团队和美国空军武器系统项目组在加州伯班克举行了首次会议，军方认真听取了“臭鼬工厂”关于该机的设计和发展理念。
研制工作看上去一切顺利，但是在6月，风洞测试显示新的圆锥机鼻和抬高的后座舱使飞机出现了严重的方向稳定性问题。为了解决这一问题，只能对后机身进行额外修改。设计团队在两个发动机舱下方各增加一片固定腹鳍，并在机身下方中线位置增加一个大型折叠腹鳍，可随起落架收放而展开和折叠，说白了就是腹鳍在起落架收回时展开，在起落架放下时折叠。
工程师们对新增加的三个腹鳍进行风洞测试
中线腹鳍折叠后的样子
YB-58的试飞员埃斯罕也被吸收进“凯德洛克”项目，成为首席试飞员，不过他同时还继续为休斯飞YB-58/ASG-18测试机。在通过了复杂的保密审查后，埃斯罕获准进入伯班克“臭鼬工厂”与工程师接触，并在AF-12模型中熟悉该机座舱和特殊设备。
1962年8月2日，美国空军增加了项目资金，把AF-12原型机一口气增加到3架，都来自原先的A-12订单。此时第一架原型机正在“臭鼬工厂”中制造，洛克希德代号“货品1001”，空军序列号60-6934。随着第一架原型机在1962年12月到来年春天的这段时间里逐渐成形，“牛车”和“凯德洛克”两个项目都需要一个保密的试飞场地了，特别是“凯德洛克”即将首飞。加州爱德华兹空军基地是个不错的选择，但是组装完毕的“货品1001”却被拆解装车运到内华达州51区。
组装中的YF-12原型机
YF-12A的设计特点
原型机在测试阶段使用了YF-12A的编号，该机长31米，高5.6米，翼展17米，翼面积149平方米。机翼前缘后掠角的61.25°，没有上下反角，安装角1°2'。
“货品1001”的空重是27547千克，而规定空重是26953千克，该机的最大起飞重量是57606千克，而规定重量是56468千克，都超重了。YF-12A采用前三点式起落架，主轴距11.5米，重心范围在16%-29%平均气动弦（MAC）之间，过载限制-1-+3.6g。有趣的是，YF-12A的最大允许空速和其最大设计速度相同，都是450节等效空速（KEAS）。
在A-12/YF-12/SR-71项目中，速度限制都用等效空速来表示（等效空速是修正了安装误差和仪表误差以及空气压缩性影响后的空速指示器读数，一般远小于真实空速）。飞机在任何时候都不能超过当前状态下的最大允许速度，否则会导致结构损坏。此外，YF-12A还被禁止做尾旋和任何滚转速率超过120°/秒的机动、起飞仰角不能超过14°，否则发动机舱腹鳍会擦地。
YF-12A三面图，巨大的雷达罩和腹鳍是该机的标志性特性
“黑鸟”家族成员的外形特征
首飞
“货品1001”到达51区后，人们花了几个星期时间进行重新组装，给它装上两台普惠J58发动机后进行了接近起飞速度的高滑测试。
为了保密，A-12、YF-12A、SR-71都是这样使用卡车运到51区首飞的
1963年8月7日，埃斯罕驾驶60-6934完成了首飞，后来他谦虚地把这次首飞描述为一次典型的产品测试飞行。在首飞中，A-12侦察机的首席试飞员——娄·沙尔克驾驶F-104“星式战斗机”进行了伴飞。
