1957年，该公司首先提出了采用切尖三角形上单翼和两台涡轮喷气发动机的设计方案，代号“天使长1”(AIohangel l)，简称A—l。
接着又提出了一种采用与F—104战斗机相似的具有菱形翼剖面、中单翼布局、装两台涡轮喷气发动机的方案，代号“天使长3”，简称A—2。
在“热忱”计划所研究的减小机体雷达反射截面积技术的A—3之后的各方案，都叫A系列方案，就不加“天使长”这个代号了。所以，后来研制出来并装备使用的A—12和美国长期以来对外宣传称为A—11的飞机，其编号中的A就是“天使长”英语一词的第一个字母，它不表示飞机的用途。
A—12是在A—ll的基础上修改而成的，并且满足了军方提出的要求。与它竞争，是康维尔公司提出的子母机方案。该方案采用升力体外形、是速度M4一级的无人侦察机，绰号“鱼”，计划从B—58“超盗贼”飞机上发射。
美国国防部、空军和中央情报局对这两种竟争方案进行了对比审查，最后选定了A—12方案，并于1959年8月29日正式批准。1960年1月26日，中央情报局与洛克希德公司签订了制造和试验12架A—12侦察机的合同，A—12飞机随之也进入了研制阶段。1962年2月26日，A—12的一号机在洛克希德公司的加利福尼亚州伯班克工厂正式出厂，并被运往位于内华达州称为“死湖”的秘密试验基地。1962年4月26日，A—12进行了首次试飞。
该基地在拉斯维加斯西北，是一片辽阔的干湖，有1500米长的跑道，曾进行过U—2飞机试飞和有名的“红旗”军事演习。为作为A—12飞机的试验和使用基地，该基地于1964年进行了扩建，修建了长达2500米的新跑道。1962年5月2日，l号机在第二次试飞中速度就达到了M1.1。10月5日，开始把右发动机由J75换为推力更大的J58(即JT1lD—20A)进行试飞。1963年1月15日，把左右两台发动机都换成J58进行了试飞。换装了推力更大的发动机后，A—12达到了设计速度性能：7月30日速度突破了M3；同年11月在高度4800米飞出了设计最大速度M3．2。
1964年2月3日，在高度25000米，该机以 M3．2速度飞行了10分钟。
A—12飞机翼展16．94米，机长31．17米，机高5．64米，机翼面积166．76平方米；着陆重量23586公斤，最大起飞重量53070公斤。机体为采用铣合金材料的硬壳式结构。机体外形的突出特点是三角翼和从翼根前缘开始向机头延伸的大边条，在两翼的半翼展位置各装一台发动机。在试验阶段，飞机装普?惠公司的J75发动机，推力为68．6千牛；生产型飞机改装推力为91．2千牛(加力推力为140千牛)的J58发动机。机翼油箱在发动机短舱内侧。机身上装有受油管，飞行中可由KC—135加油机加油。