早在 1975 年 GE 公司自筹资金 2,000 多万美元，以 F101 核心机为基础、利用比例放大的 F404 低压部分组装一台热力循环参数与 F100 相近的验证机——F101X，她与 F101 相比降低了涵道比、提高了增压比。不过当时这台发动机的主要目标是竞争海军的 F-14 换发项目，然而由于海军担心整个换发工作代价太大（全部费用可能高达 10 亿美元），因此即便在有部分预算拨款支持的情况下，仍不愿从其他被认为更重要的项目中抽调资金以支持该计划。
有道是有心栽花花不开、无心插柳柳成行，后来的“剧情”发展恰好印证了这句老话。F101X 的诞生立即引起了空军极大关注，尤为吸引他们的 F101X 在可靠性、耐久性方面的良好表现，更没有发生困扰 F100 的滞止失速问题。
到 1979 年初，已经有足够的空军官员同意接收原海军 F-14 换发的预算拨款来支持 F101X。不过想要启动这个项目还必须在国会举行的听证会上进行说明、备询，在会上空军将领不得不面对那些支持 P&W 的议员们疾风暴雨般地质询，他们向空军司令提出了一系列诸如后勤保障、零配件供应、发动机性能等尖刻却现实的问题。不过尽管有这些反对意见，最终国会还是批准了该项目，当空军官员们获悉与 GE 的合同将在两周内签订的消息后，都感到异常的兴奋（wirebrushed）！
1979 年 2 月，根据美军实施的“发动机型号衍生计划”EMDP，GE 和军方签订了一份研制周期 30 个月“固定价格”的有限合同，总金额 7,970 万美元研制 F101DFE（衍生型战斗机发动机），并要求在 F-16、F-14 飞机上进行飞行试验。这项计划的主要目标是：
1、鉴定飞机/发动机的匹配能力、包括性能和作战适用性。
2、通过 AMT [注 6] 确定发动机的耐久性。
3、根据验证的能力，提出生产型发动机的型号规范。
由于有了一台经过严苛考验的 F101 核心机，通过 F101X 证明其改型方案也可行，因此这台核心机不需要做大的改动。1979 年 F101DFE 首次台架试车，之后两年里发动机进行了广泛的试验，经历了 1,000 多小时的地面试车，达到或超过了预期目标。根据合同 GE 只提供三台发动机，但后来又增加了两台，其中一台用于结构、损伤容限和耐久性试验，另一台则被用来验证新设计的发动机附件系统，以适应 F-15 发动机舱的安装要求。
[注 6] AMT——Accelerated Mission Testing 加速任务试车，是按典型的飞行任务剖面归纳出发动机任务剖面图，然后按油门杆位置变化情况进行加速模拟试车。AMT 基于损伤线性叠加原理，采用短时间大功率状态或加大载荷并删除无损伤或损伤较小状态的方法，因而试车时间大为缩短。AMT关键在于直接反映发动机外场的实际用法，这种试验方法与传统试车程序比较，能够更真实地反映发动机在使用中所受的损伤，通过较短时间的试验便能预先暴露发动机在外场实际使用条件下可能出现的问题，以便及早采取改进措施、防患于未然。
70 年代初美国首先在 TF41 发动机研制中应用了 AMT 技术，如今该技术已纳入美国的军用标准中，并广泛用于新机研制定型过程、发动机寿命抽检以及局部结构改进的效果考核。
试飞工作进行的也比较顺利，1980 年 12 月 19 日首架装配 F101DFE 发动机的 F-16A（75-0745）试飞成功。几个月之前 F101DFE 已通过 PFRT 考核，值得注意的是试车采用了 AMT 技术。F-16/101 共飞行 58 次 75 个小时，完成了所有的飞行项目，试验表明 F101DFE 无需做重大改进即可装在 F-16 上使用，在飞行过程中工作稳定、表现出了良好的性能。不过试验期间也发生了一些故障，最严重的一次是第五次飞行中由于一个铝制燃油接头断裂造成停车，为此 GE 公司对发动机相关部件做了改进，排除了故障。
1981 年和 1982 这两年里，F101DFE 还在格鲁曼的 F-14B 原型机上进行了科研试飞，用了 4 台发动机，共飞行 44 次 70 小时。有意思的是试验用机正是当年测试 F401 的那架编号 157986 机。然而好事多磨，海军在 1982 年“故伎重演”取消了换发项目， F-14 的“心脏移植手术”被迫再次推迟。
正在进行 F101DEF 发动机测试的 F-14B 原型机，注意尾喷口
与此同时，并不甘心的 P&W 公司，不断地做着游说工作，力图阻止 F101DEF 项目的进行。他们一改先前“生硬”的态度，主动提出了几项“特惠措施”：只要取消这场发动机竞争，军方就能够以难以置信的低价采购所有的发动机。但这一切为时已晚，如今的空军是吃秤砣——铁了心了！
风水轮流转
1981 年里根政府决定重新生产 B-1B 飞机，F101 时来运转又有了用武之地。而此前空军已选定了 CFM56-2（军方编号 F108）作为 KC135R 加油机的换发型号。F101DFE 和上述两个型号的核心机基本一致，因此生产费用一下降低了 25%，当初反对意见中最主要的一项——后勤保障问题也因此迎刃而解。为 F101DFE 配套的试验设施、零配件供应网络、培训计划以及后勤支援设备都可以用于 F101-GE-102 和 F108 发动机，其中订货量达 469 台的 F101 发动机就足够维修站忙活了。
CFM56 系列民用发动机是当今世界销量最好的发动机
1982 年对 F101DFE 来说是一个具有特殊（里程碑）意义的年份，这年里 GE 拿到一份追加合同，继续对 F101DFE 进行试验为下一步的 FSD（全尺寸工程发展）作准备。合同内容包括对发动机作优化设计、并最终确定将来安装到 F-14、15、16 三种飞机上的发动机构型。年 底GE 被正式授予一份“固定价格”FSD 合同，研制 F101DFE 的生产型——F110-GE-100。此时，从俄亥俄 Evendale 的 GEAE 总部又传来喜讯，一台编号 509-004 的 F110 发动机（这时已名正言顺了）在加速任务试车中顺利达到 5,004 个 TAC [注 7]，若按每年飞行 250 小时（500TAC）计，这已相当于外场使用了 10 年的时间！