此外 AMRAAM 还是未来 F-22“猛禽”战斗机的主战武器，为了满足隐身要求，F-22 战斗机不能在机体外挂载武器，所有武器必须“埋藏”在机体内部，因此 AMRAAM 必须满足 F-22 狭小的弹仓要求。除去对体积的要求之外，海军还要求 AMRAAM 导弹必须具备与“不死鸟”大体相当的性能，来取代后者退役后留下的空防空白。
上世纪 70 年代中期美国和欧洲达成协议：联合研制下一代先进空空导弹系统来应对十年后潜在对手的空中威胁，并在研制过程中分享双方研发成果。其中先进近距离格斗导弹 （ASRAAM）由欧洲（主要是英国和德国）牵头研制，而美国负责研制先进中距空空导弹——就是后来的 AMRAAM 导弹。虽然这份协议在执行过程中历经周折最终搁浅，但是 AMRAAM 导弹还是研制出来并最终装备部队。
研发时试射，AIM-120A 击中 QF-100 靶机，下图是击中 QF-102 靶机
AMRAAM 导弹的立项研制起始于 1975 年，1978 年美国空军向各个武器制造商发出了招标要求，当时福特航空航天、通用动力、休斯、雷声和诺思罗普都 拿出了自己的竞标方案。次年 2 月美国空军选择了休斯和雷声的方案进入确定中标阶段。在接近 3 年的时间里美国空军分别安排两个竞标商各自开发自己的实物模型来向招标方解释自己的设计思路、解决方案和产品优缺点。经过激烈角逐，美国军方于 1981 年 12 月选择了休斯公司的设计方案进入全实物开发阶段。
作为一种三军通用的空战武器，AMRAAM 从项目立项阶段就要考虑到分别满足海军、空军和海军陆战队的需求 （此外还包括北约盟国）。为此美国空军作为项目主要负责方，专门成立了联合系统开发办公室（Joint System Program Office，简称 JSPO）来统筹协调项目开发，这个机构当时位于美国佛罗里达州 Eglin 空军基地——美国空军材料管理/航空系统研究中心（Air Force Material Command/Aeronautical Systems Center）里。JSPO 的领导有两个人：分别是空军 AMRAAM 项目负责人的副手和海军 AMRAAM 项目负责人。美国空军和海军分别于 1991 年 9 月和 1993 年 9 月宣布 AMRAAM 通过测试并形成战斗力。目前 AMRAAM 正处于正常生产、储存、调度，并可从军方后勤保障体系正常获得操作支持的阶段。
尽管雷声公司的方案最终没有入围，但是还是成为全实物研发阶段第二生产商，第一生产商是休斯公司。1987 年休斯和雷声公司分别获得了各自的生产合同。在 AMRAAM 导弹飞行测试阶段，在 Eglin 空军基地、新墨西哥州白沙导弹试验场和加州 Mugu 海军航空站前后进行了超过 200 次实弹发射测试。整个测试分为联合研发阶段测试/评估、初始阶段操作测试/评估两个阶段。到了 1994 财年，美国海军也在 F/A-18C/D 战斗机上成功的进行了类似的发射试验，对 AMRAAM 导弹的有效性、适应性、可维护性以及在海军装备体系下可获得的技术支持等进行了评估。
当初研发时制造的 AIM-120A 实体模型
AMRAAM 导弹研制历程恰恰是美欧防务合作的一个典型，用四个字概括最合适：分分合合。尽管美欧当初签署的 MOA 协议于 1990 年被终止，但是 AMRAAM 导弹和欧洲自研的 ASRAAM 导弹却还是研制成功了，这也是美欧防务技术合作取得的重大成果。按照当初的协议规定，美国负责研制下一代先进中距空空导弹，而欧洲（主要是德国和英国）负责研制下一代短距空空导弹（ASRAAM 导弹）。而 MOA 中止之时正是德国在研制 ASRAAM 导弹导引头时遭遇技术/资金双重瓶颈的艰难时刻，最终等不及的美国人独立研制了 AIM-9X 型导弹，德国人独立研制了 IRIS-T 导弹。另外最开始欧洲准备接纳 AMRAAM 导弹，但是后来欧洲还是决定自研“流星”中距空空导弹。而几经周折的 ASRAAM 导弹最终也“修成正果”——接替德国人的英国人采用美国提供的导引头技术。
美国空军试射 ASRAAM 导弹
服役之初，AMRAAM 导弹被装备在空军的 F-15/16 战斗机上。海军于 1991 年开始接收 AIM-120A 型导弹，但是由于与 F/A-18 战斗机之间的兼容性测试直到 1993 年才通过，所以正式列装的日期比空军晚了两年，海军当时决定将 AIM-120A 导弹配备到 F/A-18IOC 战斗机上。
1998 年 4 月，美国空军宣布雷声公司获得了 AMRAAM 导弹的第 12 批次的生产合同，用来生产 813 枚 AIM-120 型导弹，合同总价值 2.43 亿美元。其中 173 枚导弹提供给空军，120 枚提供给海军，剩下 520 枚提供给海外用户。以往 AMRAAM 导弹的生产合同由休斯公司和雷声公司通过竞争轮流获得，由于休斯公司是主承包商，获得合同的机会自然要大一些。而当休斯和雷声合并后，AMRAAM 导弹自然而然就剩了一个承包商——新的雷声公司。于是美国政府决定实施一个新的武器竞购战略——AMRAAM 远景 2000，这个战略的核心是与武器承包商进行协商来努力降低生产成本削减军费预算。作为只有一个承包商的武器项目，第 12 批次生产合同的成本降低了 1.5 亿美元，和 11 批次相比，导弹单价从 34,000 美元降低到 29,900 美元。
有趣的是同期俄罗斯研制的 AA-12 中距导弹类似于 AMRAAM 导弹，因此被西方戏称为“AMRAAM 斯基”。法国人则坚持研发本国的“米卡”空空导弹，该导弹仍旧坚持“同一弹体，两种制式”的开发模式，分别在相同弹体上采用雷达和红外两种制导模式。就这样绕了一圈，世界空空导弹研制格局还是回到原点——各干各的。
1982 年，F-14 也进行了 AIM-120 测试，但该机最终还是没有装备 AMRAAM
AA-12 中距导弹使用了不常见的栅格尾翼，很有特点
由于 AMRAAM 导弹具备全天候、超视距、发射后不用管和多目标攻击能力。它的出现明显提高了美国及其盟国空中力量应对未来空中威胁的能力。作为 AIM-7 “麻雀”导弹的后续型号，AMRAAM 导弹的体积更小，飞行速度更快，有效射程更远，精确度更高，并且具备很强的对抗隐形目标的能力。此外 AMRAAM 还拥有数据链功能，其中段制导既可由载机雷达通过数据链发送跟踪指令完成，也可由导弹跟踪目标反射载机雷达回波信号来完成；末端则启动导弹自带雷达系统引导导弹攻击目标。此外弹载惯性制导装置和微处理机也进一步减小了导弹对载机火控系统的依赖。